Search

Purpose. The authors aim to improve the methodology of traction calculations and operation modes of traction rolling stock by applying optimization models and the law of mechanical energy conservation. Methodology. The article provides a flowchart of the algorithm for performing traction calculations. Based on the analysis of existing methods of influence of track circumstances on the train movement equations and formalization of the train as a material point, a model of concentric influence in the transition nodes of profiles steepness was proposed, a method of uneven loading of bogies on bumpy and mountain traffic profiles was introduced, expressions for dividing the train by a finite value of sets were proposed. Based on the law of mechanical energy conservation, a method was developed for determining the value of controlled specific forces necessary for dynamic solving the equation of train motion. The algorithm for searching for specific traction and braking forces is graphically displayed, and methods of recursive functions are used when the specific forces exceed the maximum permissible values of traction characteristics of locomotives. Findings. Differences in the methods of existing rules of traction calculations and the proposed methodology for the influence of the track profile are graphically displayed and mathematically calculated. The need to revise the existing calculation rules is mathematically proved, the values for a freight train weighing 609 tons on the locomotive depot service shoulder were set. The impossibility of obtaining such values by accurate methods based on the rules of traction calculations is analyzed, and the need to create new mode maps when revising weight standards is determined. Based on the research results, it is proposed to introduce mathematical models in the locomotive traction calculation rules. Originality. A method for improving traction calculations based on revaluation of the influence of the track profile on rolling stock is proposed. A methodology for modulating the operation of traction rolling stock is introduced and mathematical methods for finding the specific values of the required controlled forces in traction, run-out and braking modes based on train traffic schedules are proposed. Practical value. The results of the research will improve the accuracy of calculations, allow for energy-efficient revision and development of regime maps of train management, help reduce the cost of train traction and search for hidden opportunities to improve the carrying capacity of existing railway lines, and also contribute to improving the efficiency of the country's railway comple, Мета. У цій роботі автори ставлять за мету удосконалити методику тягових розрахунків та режимів ведення тягового рухомого складу шляхом застосування оптимізаційних моделей і закону збереження механічної енергії. Методика. Наведено блок-схему алгоритму виконання тягових розрахунків. На базі аналізу наявних методів впливу профілю колії на рівняння руху поїзда та формалізації состава як матеріальної точки і запропоновано модель концентричного впливу у вузлах переходу крутизни профілів, упроваджено методику нерівномірності завантаження візків на бугристих та гірських профілях руху, запропоновано вирази для поділу поїзда на кінцеву величину множин. На основі закону збереження механічної енергії розроблено методику визначення величини питомих сил тяги та гальмування, необхідних для динамічного розв’язання рівняння руху поїзда. Графічно відображено алгоритм виконання пошуку питомих сил тяги та гальмування, використано методи рекурсивних функцій за умови перевищення питомими силами максимально допустимих значень тягових характеристик локомотивів. Результати. Графічно відображено та математично обчислено відмінності в методиці наявних правил тягових розрахунків і запропонованій методиці впливу профілю колії. Математично доведено необхідність перегляду наявних правил розрахунку, установлено величини для вантажного поїзда вагою 609 тонн на плечі обслуговування локомотивним депо. Проаналізовано неможливість отримання подібних величин точними методами на базі правил тягових розрахунків, визначено необхідність створення нових режимних карт під час перегляду вагових норм. За результатами досліджень рекомендовано впровадити математичні моделі в правила тягових розрахунків. Наукова новизна. Запропоновано методику вдосконалення тягових розрахунків на базі переоцінки впливу профілю колії на рухомий склад. Упроваджено методику визначення режимів ведення тягового рухомого складу й запропоновано математичні методи пошуку питомих величин необхідних керованих сил у режимах тяги, вибігу та гальмування на базі дільничних графіків руху поїздів (у частині використання часу перегінного ходу). Практична значимість. Результати проведених досліджень підвищать точність обчислень, сприятимуть енергоефективному перегляду та розробці режимних карт ведення поїзда, зменшенню витрат на тягу поїздів та пошуку прихованих можливостей підвищення провізної здатності наявних ліній залізниць, а також сприятимуть підвищенню ефективності функціонування залізничного комплексу країни.

The article considers the issues of determining the energy resources consumption for train traction, taking into account the train conditions and features of traction rolling stock. The criteria of optimality of any mathematical model as well as the requirements to it have been established. The physical essence of fuel and electricity consumption rationing at JSC «Ukrzaliznytsia» in general has been presented and considered taking into account the conditions of the work of the locomotive depot and the driver in particular as well. The curves technique of limiting the consumptions rationing range has been analyzed and possible solutions have been presented. Taking into account the Master controller, as an element of control of train driving modes, an example of homogeneous discrete Markov chains of train driving mode selection has been considered. The actual state of electric power consumption rationing has been analysed by the instructors in heat engineering of the motorwaggon depot. The absence of initial norms of electric power consumption from the traction-power passports of electric trains has been found out. Taking into account intensive development of electronic computers and availability of personal computers at the depot a flexible adjustible schedule has been offered, programmable and suitable algorithm for the drivers under operating conditions of analog traction rolling stock. The existing approaches to the calculation of electricity consumption rates for traction of electric rolling stock have been analyzed and compared with the current state of the rationing methodology. The requirements of drivers-instructors in heat engineering (and other personnel for control, processing and adjustment) as well as the availability of electronic and computer equipment at the depot have been considered. Based on the division of expenses for the traction itself, operation of auxiliary machines and heating of electric trains, a mathematical model of establishing the amount of electricity consumption for electric trains traction has been proposed. Relevant conclusions were made at the study on the introduction of mathematical modelling in the expressions that reflect the standards of energy consumption, У статті розглянуті питання визначення витрати енергоресурсів на тягу поїздів з врахуванням поїзних умов та особливостей тягового рухомого складу. Встановлено критерії оптимальності будь-якої математичної моделі та вимоги до неї. Представлено фізичну суть нормування витрати палива та електроенергії по АТ «Укрзалізниця» в цілому, а також розглянуто на базі локомотивного депо та машиніста зокрема. Проаналізовано методику кривих обмеження діапазону нормування витрат й представлено можливі шляхи вирішення. На базі контролера машиніста, як елементу управління режимами ведення поїзда, розглянуто приклад однорідних дискретних марківських ланцюгів вибору режиму ведення поїзда. Проаналізовано існуючі підходи до розрахунку норм витрат електроенергії на тягу електрорухомого складу та порівняно з поточним станом методики нормування в фактичних депо. Розглянуто вимоги машиністів-інструкторів з теплотехніки (й іншого персоналу з контролю, обробки та корегування) та стан забезпеченості електронно-обчислювальною технікою в депо. На базі розділення витрат на безпосередньо тягу, роботу допоміжних машин та опалення електропоїздів запропоновано математичну модель встановлення величини витрат електроенергії на тягу електропоїздів. Зроблені відповідні висновки в ході дослідження по впровадженню математичного моделювання в вирази, які відображають норми витрат енергоресурсів

Tento článek se zabývá problematikou nárůstu jízdního odporu vlaku v důsledku jízdy tunelem pro potřeby zohlednění vlivu tunelu v trakčních výpočtech. V první části jsou představeny různé přístupy ke kvantifikaci odporu z jízdy tunelem a na modelovém příkladu rozjezdu vlaku jsou demonstrovány rozdíly ve výsledcích trakčních výpočtů při různých způsobech zohlednění vlivu tunelu na jízdní odpor vlaku. Dále je pozornost věnována konkrétnímu příkladu plánované přeložky trati Ústí nad Labem-Drážďany, jejíž součástí má být přibližně 26 km dlouhý Krušnohorský tunel. S využitím trakčních výpočtů je provedeno porovnání staré a nové trati z hlediska jízdních dob a spotřeby trakční energie vybraných vlaků osobní a nákladní dopravy. This article deals with the problem of running resistance increase caused by tunnels for the purposes of its application in traction calculations. At first, different approaches to the quantification of the tunnel resistance are presented and their influence on the traction calculation results is demonstrated on a model example of a train acceleration. Then, attention is paid to a specific case of the planned railway line Ústí nad Labem-Dresden, including the new - approximately 26 km long - Erzgebirge Base Tunnel. By using of the traction calculations, a comparison of the old and new railway lines is performed from the point of view of running time and traction energy consumption for selected passenger as well as freight trains.

The article deals with the issues of determining the main parameters of traction calculations and presents formulas for the mathematical apparatus of their search. A method for finding the distribution of specific traction forces and intervals of their action at selected calculation polygons and rationalizing the application of the driver's controller position relative to the locomotive speed is presented. The necessity of applying algorithmization based on the fuel efficiency of traction rolling stock is economically proved by comparative characteristics of rationing fuel consumption by a diesel locomotive, on a selected shoulder with a train of the appropriate weight, with values obtained as a result of the operation of the software package. The software product "traction calculations" in the programming language "C#"is presented. The calculation algorithm and its description are given with logically corresponding examples of the essence of the automated system. The basis of this software product is the law of conservation of mechanical energy, as an expression that takes into account all the factors of influence of external and internal circumstances on the train and its equations of motion. Graphically, the parameters of the movement of a freight train are interpreted in the form of curves of the dependence of time, speed, current of traction electric motors on the distance traveled and the conversion of calculations to the Microsoft Office Excel format as the basis for the optimization calculation of engineering and management apparatus., В статье рассмотрены вопросы определения основных параметров тяговых расчетов и формул математического аппарата их поиска. Экономически доказана необходимость применения алгоритмизации на базе топливной экономичности тягового подвижного состава. Представлено программный продукт «Тяговые расчеты» на языке программирования «С#». Приведен алгоритм и его описание с логически соответствующими примерами сути работы автоматизированной системы. Графически интерпретированы параметры движения грузового поезда и конвертирования в формат Microsoft Office Excel как основы инженерного оптимизационного расчета., У статті розглянуто питання визначення основних параметрів тягових розрахунків і формул математичного апарату їх пошуку. Економічно доведено необхідність застосування алгоритмізації на базі паливної економічності тягового рухомого складу. Подано програмний продукт «Тягові розрахунки» мовою програмування «С#». Наведено алгоритм і його опис з логічно відповідними прикладами суті роботи автоматизованої системи. Графічно інтерпретовано параметри руху вантажного поїзда та конвертування у формат «Microsoft Office Excel» як основи інженерного оптимізаційного розрахунку.

Purpose. In modern conditions of rolling stock operation, the actual vital task is the increasing the efficiency of its use by reducing the cost of energy, including for the traction. It can be achieved by the way of locomotives power control systems creating, in particular the use of operating cards and on-board software and hardware. Methodo - logy. The article discusses ways of starting and acceleration of the train. Traction calculations with the definition of energy-efficient trajectories provide the search of a rational consumption of energy with time of running trains. When selecting energy saving train trajectories and the development of operating trains of reference cards, it is necessary to consider the variables such as: the profile area, weight of the stock, series of the locomotive and others. When the transmission power from the primary power equipment to the driving wheel pairs the inevitable losses that are described by the efficiency factor occur. For the most part of the locomotive elements the dependences of the efficiency factor are described by the nonlinear equations. Getting the energy-saving function of traction control at starting and acceleration to reduce the specific consumption of energy by improving the algorithm for calculating the trajectories of multiple trains was considered. The method of selection of energy-efficient trajectories at dispersal trains and power control electric and diesel locomotives with electric transmission which bases on the mathematical methods for evenly search and parametric optimization was offered. Findings. For the variables of the train situation and rolling stock was built two-parameter functional dependence of the power control locomotive and analytically determined the effectiveness of the proposed algorithm. Originality. In the work result the authors received the power saving function of traction control, which depends on the mass of the rolling stock and slant. In contrast to existing development of rational management of trains, this function requires much less computer time with a high accuracy of the calculations, which makes it possible to incorporate it into the onboard control system of the locomotive and energy savings. Practical value. Experimentally established algorithm, which is part of the on-board software package definition of energy-saving modes of conducting trains, will contribute to the reduction of energy expenses.

Purpose. To compare the operational characteristics of freight diesel-electric locomotives ER20CF and 2М62м, which are operated with Lithuanian Railways. Important problems on traction calculations are considered in this article. In this article the critical tasks of traction calculations are solved. It is the main computational tool in the rational functioning, planning and development of railways: determination of the estimated weight of the rolling stock, the diagrams construction of specific resultant forces of a train, the permitted speed definition of the train on the slopes, curves of train traffic construction on the section. Methodology. Using the rules and methods of traction calculations the analysis of the basic operational characteristics of the modernized freight diesel-electric locomotive 2М62m and freight passenger dual locomotive 2ER20CF was held. The maximum weight of the train set, the track structure on a high-speed ascent through the use of kinetic energy (with traction and without traction), technical speed, acceleration force and the value of the smallest radius curve are selected as controlled parameters. During the calculations it was considered that the trains were formed of a fully loaded four-axle gondola cars, model 112-119 (feature-606) with axle load of 23.5 t; the motion was carried out on the continuous welded rail track; the front of the train set is a dual locomotive 2ER20CF or two locomotive 2М62м. Longitudinal profile of the road on the route Vilnus–KlF was analyzed for the choice of theoretical rise. Inspection concerning the possibility of overcoming the high-speed rise was performed with an analytical method, based on the use of the kinetic energy accumulated by the overcoming of «light» elements of the profile. Findings. In the calculations, the maximum weight of the train set taking into account theoretical rise was analyzed. The inspection of the theoretical weight of the train set on a reliable short rise of slope that is larger than the theoretical one was carried out. Values of the acceleration force depending on the speed of the train and parameters of the longitudinal profile, values of the smallest curve radius depending on the movement speed, which are developed by the different locomotives in the traction mode, were accessed. Originality. The analysis of the operational parameters of the modernized locomotive 2М62м and dual diesel locomotive of new generation 2ER20CF was held. The maximum weight of the composition, technical speed, the accelerating force and the value of the smallest radius curve were selected as controlled parameters. Practical value. The obtained results can be used for more efficient operation of locomotives on Lithuanian Railways.

Мета. Робота спрямована на визначення втрати енергії гасителями коливань вантажного вагона, колісна пара якого рухається у стані сходу рейко-шпальною решіткою, у залежності від осьового навантаження та конструктивних параметрів ресорного підвішування. Методика. На основі аналізу конструкції ресорного підвішування та принципу роботи фрикційного гасителя коливань візка вантажного вагона запропоновано спосіб визначення енергії, що ним поглинається. У розрахунках приймались максимальні значення переміщень елементів гасителя та нормативні значення параметрів ресорного підвішування. Результати. Отримані розрахункові формули визначення енергії, що поглинається гасителем коливань, для передбачених нормативними документами схем монтажу пружних елементів візка у залежності від осьового навантаження. Вказані залежності є параболічними. Наукова новизна. Авторами розглянуто аварійний режим руху колісної пари рейко-шпальною решіткою після сходу її з рейок. Показано, що розсіювання енергії гасителем коливань є причиною збільшення опору руху рухомого складу. Отримано формули для розрахунку величини енергії, яка розсіюється гасителем коливань при максимальному переміщені його елементів і залежить від осьового навантаження та конструктивних параметрів ресорного підвішування. Практична значимість. Запропонований метод дозволить встановити величину додаткового опору руху, який виникає у аварійному режимі, що дасть змогу підвищити точність тягових розрахунків., Цель. Работа направлена на определение потерь энергии в гасителях колебаний грузового вагона, колесная пара которого движется в состоянии схода по рельсошпальной решетке в зависимости от осевой нагрузки и конструкционных параметров рессорного подвешивания. Методика. На основании анализа конструкции рессорного подвешивания и принципа работы фрикционного гасителя колебаний тележки грузового вагона предложен способ определения поглощаемой им энергии. В расчетах приняты максимальные значения перемещений элементов гасителя и нормативные значения параметров рессорного подвешивания. Результаты. Авторами получены расчетные формулы определения поглощаемой гасителем колебаний энергии для предусмотренных нормативными документами схем монтажа упругих элементов тележки в зависимости от осевой нагрузки. Указанные зависимости являются параболическими. Научная новизна. Рассмотрен аварийный режим движения колесной пары по рельсошпальной решетке после схода ее с рельс. Показано, что рассеивание энергии в гасителях колебаний является причиной увеличения сопротивления движению подвижного состава. Получены формулы для расчета величины энергии, рассеиваемой в гасителе колебаний при максимальном перемещении его элементов, Указанная энергия зависит от осевой нагрузки и конструктивных параметров рессорного подвешивания. Практическая значимость. Предложенный метод позволит установить значение дополнительного сопротивления движению, возникающего в аварийном режиме, что даст возможность повысить точность тяговых расчетов., Purpose. The purpose of this work is to determine the energy losses in the shock absorber of the freight car whose wheel-set moves in the derailed state on the track panel depending on the axle load and structural parameters of spring suspension. Methodology. On the basis of spring suspension construction analysis and operating principle of the friction shock absorber of the freight car bogie the authors provide the method for determining the energy absorbed by it. The calculations take the maximum values of the absorber elements displacement and the regulatory values of spring suspension parameters. Findings. The authors obtained the calculated formula for determining the energy absorbed by shock absorber for regulation-set mounting schemes of elastic bogie elements depending on the axial load. The mentioned curves are parabolic. Originality. The work examines the crash mode of the wheel-set movement on the track panels after its derailment. It is shown that the energy dissipation in the shock absorbers is the reason for increase in resistance to rolling stock movement. The formulas for calculating the amount of energy dissipated in the shock absorber with a maximum displacement of its elements are derived. This energy depends on the axle load and structural parameters of spring suspension. Practical value. The proposed method allows setting the value of the additional resistance to motion that occurs in crash mode which makes it possible to increase the accuracy of traction calculations.

Мета. Тягові розрахунки з визначенням енергозаощаджуючих траєкторій передбачають пошук раціональної залежності витрат енергоресурсів із часом ходу поїзда. При виборі енергозаощаджуючих траєкторій руху поїзда та при розробці режимних карт ведення поїздів необхідно враховувати змінні параметри, такі як: профіль ділянки, масу поїзда, серію локомотива та ін. При зростанні швидкості руху відбувається збільшення опору руху, який пропорційний квадрату швидкості, що призводить до підвищення витрат паливно-енергетичних ресурсів. Навпаки, зниження витрат через зменшення швидкості руху призводять до збільшення часу ходу поїзда, який має бути узгодженим із графіком руху та іншими техніко-економічними параметрами, залежними від швидкості руху. В статті розглянуто один із способів зменшення витрат енергоресурсів на тягу поїздів. Метою статті є зменшення витрат енергоресурсів за рахунок визначення енергозаощаджуючих режимів керування локомотивом. Це відбувається за умови оптимізації функції керуючих впливів по часу ходу поїзда та витраті енергоресурсів при веденні поїзда з моменту закінчення розгону до переходу на режим вибігу. Методика. Методика вибору енергозаощаджуючої траєкторії руху поїзда та управління потужністю електровозів та тепловозів із електричною передачею передбачає розрахунок багатоваріантних траєкторій із варіативними вихідними даними параметрів складу та поїзної ситуації. Методика враховує математичні методи рівномірного пошуку та параметричної оптимізації. Для рівномірності руху необхідно, щоб прискорюючі сили врівноважували сповільнюючі. Результати. На підставі багатоваріантних розрахунків удосконалено алгоритм визначення енергозаощаджуючих траєкторій руху поїзда, побудовано багатопараметричну функцію управління потужністю локомотива, яка дозволяє зменшити витрати енергоресурсів від 11 до 13 %, залежно від маси поїзда та поїзної ситуації. Наукова новизна. Автором отримані енергозаощаджуючі функції управління тягою локомотива для відповідних рівномірних швидкостей, які залежать від маси поїзда та ухилу. Практична значимість. На відміну від існуючих розробок раціонального ведення поїздів, дана функція потребує значно менше машинного часу при високій точності розрахунків. Це дає можливість її впровадження в бортову систему керування локомотивом та економії енергоресурсів., Цель. Тяговые расчеты с определением энергосберегающих траекторий предусматривают поиск рациональной зависимости расхода энергоресурсов от времени хода поезда. При выборе энергосберегающих траекторий движения поезда и при разработке режимных карт ведения поездов необходимо учитывать переменные параметры, такие как: профиль участка, массу поезда, серию локомотива и др. При увеличении скорости движения происходит рост сопротивления движению, который пропорционален квадрату скорости, что приводит к повышению расходов топливно-энергетических ресурсов. Напротив, снижение затрат из-за уменьшения скорости движения приводят к увеличению времени хода поезда, который должен быть согласован с графиком движения и другими технико-экономическими параметрами, зависящими от скорости движения. В статье рассмотрен один из способов уменьшения расходов энергоресурсов на тягу поездов. Целью статьи является уменьшение расхода энергоресурсов за счет определения энергосберегающих режимов управления локомотивом. Это происходит при условии оптимизации функции управляющих воздействий по времени хода поезда и расхода энергоресурсов при ведении поезда от момента окончания разгона до перехода на режим выбега. Методика. Методика выбора энергосберегающей траектории движения поезда и управления мощностью электровозов и тепловозов с электрической передачей предусматривает расчет многовариантных траекторий с вариативными исходными данными параметров состава и поездной ситуации. Методика учитывает математические методы равномерного поиска и параметрической оптимизации. Для равномерности движения необходимо, чтобы ускоряющие силы уравновешивали замедляющие. Результаты. На основании многовариантных расчетов усовершенствован алгоритм определения энергосберегающих траекторий движения поезда, построена многопараметрическая функция управления мощностью локомотива, которая позволяет уменьшить расход энергоресурсов от 11 до 13 %, в зависимости от массы поезда и поездной ситуации. Научная новизна. Автором получены энергосберегающие функции управления тягой локомотива для соответствующих равномерных скоростей, которые зависят от массы поезда и уклона. Практическая значимость. В отличие от существующих разработок рационального ведения поездов, данная функция требует значительно меньше машинного времени при высокой точности расчетов. Это позволяет использовать полученные алгоритмы в бортовых системах управления локомотивом и экономии энергоресурсов., Purpose. Traction calculations with the definition of energy-efficient trajectories provide search for rational energy consumption depending on the time course of the train. When selecting energy-efficient trajectory of the train and the development of regime charts conducting trains must take into account variables such as: the profile of the site, weight train, locomotive series, etc. When increasing the speed of the growth it occurs the resistance movement, which is proportional to the square of the speed, which leads to higher costs of fuel and energy resources. In contrast, the reduction of costs due to the decrease in speed leads to an increase in travel time of the train, which should be consistent with the timetable and other technical and economic parameters, depending on the speed. The article describes one way to reduce the cost of energy for traction. The aim of the article is to reduce energy consumption by identifying energy-saving control modes. It occurs with the locomotive optimization function of control actions on the running time of the train and the flow of energy in the management of the train from the end of the acceleration to go to the coasts. Methodology. The technique of choice of energy saving path of the train and power control and electric locomotives with electric transmission provides the calculation of multiple paths with variable input data and parameters of the composition of the train situation. The methodology takes into account the uniform mathematical methods of search and parametric optimization. For uniformity of motion needed to slow down the accelerating forces are balanced. Findings. On the basis of calculations of multiple advanced algorithms determine the trajectories of energy-saving trains, built multiparametric locomotive power control function, which can reduce energy consumption by 11 to 13% depending on the weight of the train and the train situation. Originality. The author obtained the energy-saving function of traction control of locomotive for the corresponding uniform velocity, which depends on the weight of the train and bias. Practical value. In contrast to existing development of rational management of trains, this function requires much less computing time with a high accuracy of calculations. It allows using the algorithms in the onboard control systems, locomotive and energy savings.

Романов Александр Юрьевич, канд. техн. наук, старший преподаватель департамента компьютерной инженерии, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», г. Москва; a.romanov@hse.ru. A.Yu. Romanov, a.romanov@hse.ru National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russian Federation В настоящем исследовании с помощью расширенной модели движения дизель-поезда ДЭЛ-01 (02) с асинхронными тяговыми двигателями получены графики зависимости скорости, расхода энергии, переключения позиций контроллера машиниста от пройденного расстояния и времени на различных профилях пути и при различных стратегиях ведения поезда. Проведен анализ полученных графиков, в результате чего сделан вывод о целесообразности использования следующей стратегии ведения поезда: разгон с кратковременным нахождением на позициях 1, 2 и 3 контроллера машиниста и более длительным нахождением на экономных позициях 4, 5 и особенно 6 с предпочтительным уклонением от 7 и 8 позиций; движение накатом; торможение. Поскольку модель учитывает не только динамику движения поезда, но и влияние систем автоматического регулирования и частотного управления электропередачей тяговых двигателей и другие факторы, данная стратегия позволяет обеспечивать уменьшение расхода топлива и наиболее безопасный режим движения дизель-поезда в аспекте электро- магнитной совместимости его систем. Предлагается использование графиков зависимостей, полученных в результате моделирования, для модуля на нейронных сетях, который будет анализировать текущий режим ведения поезда и выдавать рекомендации машинисту по уменьшению расхода топлива, улучшению условий эксплуатации и соблюдению графика движения. In this research, by using the extended motion model of DEL-01 (02) diesel train with asynchronous traction motors the graphs of speed, power consumption, driver’s controller switching position dependences on the traveled distance and the time for different railway hauls profiles and different strategies of the train driving are obtained. The analysis of the graphs results in the conclusion of the feasibility of using the following strategy of train driving: acceleration with short-term presence on the positions 1, 2 and 3 of the driver’s controller and a long-term presence on the economical positions 4, 5 and in particularly 6 with the preferred evasion of positions 7 and 8; coasting; braking. Since the model takes into account not only the dynamics of the train, but also the influence of automatic and frequency control of traction engine electric drive and other factors, this strategy allows to provide a reduction in fuel consumption and the safest mode of movement of diesel trains in terms of electromagnetic compatibility of its systems. It is proposed to use the dependence graphs, obtained by simulation of module on neural networks, able to analyze the current mode of train driving and make recommendations to a train driver to reduce fuel consumption, improve operating conditions and comply with the timetable.

Цель. В работе предполагается сравнить эксплуатационные характеристики грузовых тепловозов ER20CF и 2M62м, которые применяются на Литовских железных дорогах. В данной статье решаются важнейшие задачи по тяговым расчетам, которые являются основным расчетным инструментом в деле рационального функционирования, планирования и развития железных дорог. Ими являются: определение расчетной массы подвижного состава, построение диаграммы удельных результирующих сил поезда, определение допустимой скорости движения поезда на спусках, построение кривых движения поезда на участке. Методика. Используя правила и методику тяговых расчетов, проводится анализ основных эксплуатационных характеристик модернизированного грузового тепловоза 2М62м и грузопассажирского сдвоенного тепловоза 2ER20CF. В качестве контролируемых параметров выбраны: максимальная масса составов, пройденный путь составом по скоростному подъему за счет использования кинетической энергии (с тягой и без тяги), техническая скорость, ускоряющая сила и значение наименьшего радиуса кривой. При проведении расчетов предпологалось, что поезда сформированы из полностью загруженных четырехосных полувагонов модели 112-119 (особенность – 606) с нагрузкой на ось 23,5 т; движение осуществлялось на бесстыковом пути; в голове состава расположен либо сдвоенный тепловоз 2ER20CF, либо двухсекционный тепловоз 2М62м. Для выбора расчетного подъема проанализирован продольный профиль пути на направлении Вильнюс-Клайпеда. Проверка на возможность преодоления скоростного подъема выполнялась аналитическим методом, с учетом использования кинетической энергии, накопленной на преодолении «легких» элементов профиля. Результаты. В результате расчетов был проанализирован максимальный вес состава с учетом расчетного подъема. Выполнена проверка расчетной массы состава на возможность надежного преодоление короткого подъема крутизны больше расчетного. Оценены значения ускоряющей силы в зависимости от скорости поезда и параметров продольного профиля, а также значения наименьшего радиуса кривой в зависимости от скорости движения, развиваемой различными тепловозами в тяговом режиме. Рассмотрены составы различной массы. Научная новизна. Проведен анализ эксплуатационных параметров модернизированного тепловоза 2М62м и сдвоенного тепловоза нового поколения 2ER20CF. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для более эффективной эксплуатации указанных выше тепловозов на Литовских железных дорогах., Мета. В роботі передбачається порівняти експлуатаційні характеристики вантажних тепловозів ER20CF і 2M62м, які застосовуються на Литовських залізницях. У даній статті вирішуються найважливіші завдання по тяговим розрахункам, які є основним розрахунковим інструментом у справі раціонального функціонування, планування та розвитку залізниць. Ними є: визначення розрахункової маси рухомого складу, побудова діаграми питомих результуючих сил поїзда, визначення допустимої швидкості руху поїзда на спусках, побудова кривих руху поїзда на ділянці. Методика. Використовуючи правила й методику тягових розрахунків, проводиться аналіз основних експлуатаційних характеристик модернізованого вантажного тепловоза 2М62м і вантажопасажирського здвоєного тепловоза 2ER20CF. В якості контрольованих параметрів обрані: максимальна маса складу, пройдений шлях складом зі швидкісного підйому за рахунок використання кінетичної енергії (з тягою і без тяги), технічна швидкість, сила прискорення та значення найменшого радіуса кривої. При проведенні розрахунків передбачалось, що: поїзди сформовані з повністю завантажених чотирьохвісних піввагонів моделі 112-119 (особливість – 606) з навантаженням на вісь 23,5 т; рух здійснювався на безстиковій колії; в голові складу розташований здвоєний тепловоз 2ER20CF або двосекційний тепловоз 2М62м. Для вибору розрахункового підйому проаналізований поздовжній профіль колії на напрямку Вільнюс-Клайпеда. Перевірка на можливість подолання швидкісного підйому виконувалася аналітичним методом із урахуванням використання кінетичної енергії, накопиченої на подоланні «легких» елементів профілю. Результати. У результаті розрахунків була проаналізована максимальна вага складу з урахуванням розрахункового підйому. Виконано перевірку розрахункової маси складу на можливість надійного подолання короткого підйому крутизни більше розрахункового. Оцінені значення сили прискорення в залежності від швидкості поїзда і параметрів поздовжнього профілю, значення найменшого радіуса кривої залежно від швидкості руху, яка розвивалася різними тепловозами в тяговому режимі. Розглянуто склади різної маси. Наукова новизна. Проведено аналіз експлуатаційних параметрів модернізованого тепловоза 2М62м і здвоєного тепловоза нового покоління 2ER20CF. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані для більш ефективної експлуатації зазначених вище тепловозів на Литовських залізницях., Purpose. To compare the operational characteristics of freight diesel-electric locomotives ER20CF and 2М62м, which are operated with Lithuanian Railways. Important problems on traction calculations are considered in this article. In this article the critical tasks of traction calculations are solved. It is the main computational tool in the rational functioning, planning and development of railways: determination of the estimated weight of the rolling stock, the diagrams construction of specific resultant forces of a train, the permitted speed definition of the train on the slopes, curves of train traffic construction on the section. Methodology. Using the rules and methods of traction calculations the analysis of the basic operational characteristics of the modernized freight diesel-electric locomotive 2М62m and freight passenger dual locomotive 2ER20CF was held. The maximum weight of the train set, the track structure on a high-speed ascent through the use of kinetic energy (with traction and without traction), technical speed, acceleration force and the value of the smallest radius curve are selected as controlled parameters. During the calculations it was considered that the trains were formed of a fully loaded four-axle gondola cars, model 112-119 (feature-606) with axle load of 23.5 t; the motion was carried out on the continuous welded rail track; the front of the train set is a dual locomotive 2ER20CF or two locomotive 2М62м. Longitudinal profile of the road on the route Vilnus–KlF was analyzed for the choice of theoretical rise. Inspection concerning the possibility of overcoming the high-speed rise was performed with an analytical method, based on the use of the kinetic energy accumulated by the overcoming of «light» elements of the profile. Findings. In the calculations, the maximum weight of the train set taking into account theoretical rise was analyzed. The inspection of the theoretical weight of the train set on a reliable short rise of slope that is larger than the theoretical one was carried out. Values of the acceleration force depending on the speed of the train and parameters of the longitudinal profile, values of the smallest curve radius depending on the movement speed, which are developed by the different locomotives in the traction mode, were accessed. Originality. The analysis of the operational parameters of the modernized locomotive 2М62м and dual diesel locomotive of new generation 2ER20CF was held. The maximum weight of the composition, technical speed, the accelerating force and the value of the smallest radius curve were selected as controlled parameters. Practical value. The obtained results can be used for more efficient operation of locomotives on Lithuanian Railways.

Purpose. The article describes the most common methods for determining the locomotive traction force. Solving the tasks of traction calculations involves determination of the forces influencing the train at every point of the way. When choosing a rational trajectory of the train motion and the development of operational regulations of train driving it is necessary to determine the actual value of the locomotive traction force. Considering various factors, power value of traction electric motor of locomotive may have significant differences. Advancement of the operational definition system of the locomotive traction force during the calculations by electrical parameters of traction electric motor with regard to uneven load of wheel-motor block is the purpose of the article. Methodology. The method of determining the traction force of locomotives and diesel locomotives with electric transmission, which is based on primary data acquisition of traction electric engines of direct current behavior, was proposed. Sensors and their integration into the electrical circuitry of the locomotive in order to get the data in digital form and for operational calculation of the each traction motor mode and the definition of locomotive traction force are presented. Findings. The experimental investigation of the system of locomotive traction force determination with the electric traction motor ED-105 was offered. A comparison of electrical and mechanical power of the electric motor was conducted. Originality. The system of locomotives power operational definition, which takes into account the variable electro-mechanical factors of wheel and motor blocks and increases the accuracy of the calculations, was proposed. Practical value. The system is a part of an onboard complex in definition of energy-efficient regimes for trains movement and provides the definition of accelerating and decelerating forces., Цель. В статье рассмотрены наиболее распространенные способы определения силы тяги локомотива. Решение задач тяговых расчетов предусматривает определение сил, действующих на поезд в каждой точке пути. При выборе рациональных траекторий движения поезда и при разработке режимных карт ведения поезда необходимо определять фактическое значение силы тяги локомотива. С учетом различных факторов значения мощности ТЭД локомотива могут иметь значительные отличия. Целью является совершенствование системы оперативного определения силы тяги локомотива при тяговых расчетах по электрическим параметрам ТЭД за счет учета неравномерности нагрузки КМБ. Методика. Предложена методика определения силы тяги электровозов и тепловозов с электрической передачей, в основу которой положено получение первичных данных о режиме работы тяговых электродвигателей постоянного тока. Приведены датчики и схема их включения в электрическую схему тепловоза для получения данных в цифровом виде и оперативного расчета режима работы каждого тягового электродвигателя, а также определения силы тяги локомотива. Результаты. Проведено экспериментальное исследование системы определения силы тяги на тяговом электродвигателе ЭД‑105. Проведено сравнение электрической и механической мощностей электродвигателя. Научная новизна. Предложена система оперативного определения силы тяги локомотивов, которая учитывает переменные электро-механические факторы колесно-моторных блоков и увеличивает точность расчетов. Практическая значимость. Система является составной частью бортового комплекса определения энергоэффективных режимов ведения поездов и обеспечивает определение ускоряющих и замедляющих сил., Мета. У статті розглянуто найбільш поширені способи визначення сили тяги локомотива. Рішення задач тягових розрахунків передбачає визначення сил, що діють на поїзд у кожній точці шляху. При виборі раціональних траєкторій руху поїзда й при розробці режимних карт ведення поїзда необхідно визначати фактичне значення сили тяги локомотива. З урахуванням різних факторів, значення потужності ТЕД локомотива можуть мати значну різницю. Метою є вдосконалення системи оперативного визначення сили тяги локомотива при тягових розрахунках по електричним параметрам ТЕД за рахунок урахування нерівномірності навантаження КМБ. Методика. Запропоновано методику визначення сили тяги електровозів та тепловозів з електричною передачею, в основу якої покладено отримання первинних даних про режим роботи тягових електричних двигунів постійного струму. Наведено датчики й схему їх включення в електричну схему тепловоза для отримання даних у цифровому вигляді та оперативного розрахунку режиму роботи кожного тягового електродвигуна, а також визначення сили тяги локомотива. Результати. Проведено експериментальне дослідження системи визначення сили тяги на тяговому електродвигуні ЕД-105. Проведено порівняння електричної та механічної потужностей електродвигуна. Наукова новизна. Запропонована система оперативного визначення сили тяги локомотивів, яка враховує змінні електро-механічні фактори колісно-моторних блоків та збільшує точність розрахунків. Практична значимість. Система є складовою частиною бортового комплексу визначення енергоефективних режимів ведення поїздів та забезпечує визначення прискорюючих та сповільнюючих сил.

The paper suggests a technique of determination of coordinates of passenger electric locomotives marginal tractive characteristic for carrying out traction calculations in solving the problems of parameters optimization of tractive rolling stock’s nominal mode., Представлена методика определения координат предельной тяговой характеристики пассажирских электровозов для производства тяговых расчетов в задачах оптимизации параметров номинального режима тягового подвижного состава., Наведена методика визначення координат граничної тягової характеристики пасажирських електровозів для виконання тягових розрахунків у задачах оптимізації параметрів номінального режиму тягового рухомого складу.