Повышение устойчивости функционирования системы тягового электроснабжения железнодорожного транспорта в целом и систем ее защит в частности включает анализ и прогноз электрических параметров. Статья посвящена решению актуальной задачи по подбору адекватного вероятностного закона распределения. Мотивацией для исследования стала выявленная в результате натурных измерений низкая сходимость экспериментальных данных с широко используемым нормальным распределением. Проверяемая авторами гипотеза состоит в том, что применение Гауссовского закона распределения при вероятностной оценке пределов изменения параметров защит без рассмотрения других законов распределения является неадекватным и ведет к увеличению количества ошибок в работе терминалов защит фидеров контактной сети. На примере анализа величин тока, напряжения, угла сдвига фаз и входного сопротивления, определяемых терминалами защит фидеров контактной сети переменного тока, выполнен анализ трех наиболее распространенных законов распределения. Установленные закономерности позволили выбрать в качестве оптимального логнормальный закон распределения ввиду наилучшей сходимости с опытными данными. При вероятностных расчетах и прогнозе параметров защит фидеров контактной сети тяговых подстанций переменного тока использование логнормального закона распределения вместо нормального в перспективе может стать востребованным инструментом для отстройки защит от области нагрузочных характеристик и позволит исключить случаи неправильной их работы.
Идентификаторы и классификаторы
Многолетние наблюдения авторов за электрическими параметрами ТП выявили низкую сходимость теоретических и экспериментальных расчетов, выполненных на основе нормального закона распределения, что и послужило мотивацией к проверке выдвинутой гипотезы. На рис. 1 представлены значения входных сопротивлений, измеряемые защитами фидеров контактной сети, на одной из тяговых подстанций Дальневосточной железной дороги. Как следует из рис. 1, входные сопротивления защит изменяются в широком диапазоне. При этом для каждого ФКС они отличаются формой области, которую занимают в первом квадранте комплексной плоскости RX, а также модулями, углами и параметрами разброса. На основе базы данных, образованной по результатам натурных измерений, был выполнен анализ законов распределения с количественной оценкой их параметров.
Список литературы
1. Пузина Е. Ю. Выбор оптимальных видов оборудования уровня процесса и уровня подстанции цифровой тяговой подстанции // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2022. № 1 (73). С. 133-144. DOI: 10.26731/1813-9108.2022.1(73).133-144 EDN: NPQIMS
2. Рыжова Е. Л. Применение интеллектуальных технологий для реализации проекта цифровой тяговой подстанции // Инновационные транспортные системы и технологии. 2023. Т. 9. № 3. С. 15-31. DOI: 10.17816/transsyst20239315-31 EDN: ZHPHNG
3. Цифровая аналитическая система управления параметрами и устройствами системы тягового электроснабжения / П. С. Пинчуков, С. И. Макашева, П. А. Царегородцев, С. Д. Руденко // Вестник транспорта Поволжья. 2023. № 4 (100). С. 22-27. ISSN 1997-0722.
4. Трифонов Р. С., Рогалев А. В., Соловьева О. А. Исследование распределения параметров системы тягового электроснабжения, контролируемых релейной защитой фидеров контактной сети на примере тяговой подстанции “Сохондо” Забайкальской железной дороги // Наука и техника транспорта. 2022. № 4. С. 68-75. ISSN 2074-9325. EDN: UZZAEK
5. Бурьяноватый А. И., Варенцов В. М. Вероятности появлений максимальных токов фидеров // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2014. № 1. С. 30-34. ISSN 2223-9731. EDN: TOLGWR
6. К проблеме моделирования несинусоидальных режимов распределительных сетей / Н. Н. Харлов, В. Я. Ушаков, Е. В. Тарасов, Л. Л. Булыга // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 3. С. 95-102. ISSN 2500-1019. EDN: WBPEMZ
7. Доманский В. В. Параметры электроснабжения тяги поездов для наполнения баз данных имитационных моделей // Вестник РГУПС. 2023. № 2 (90). С. 91-99. DOI: 10.46973/0201-727X_2023_2_91
8. Прикладная статистика. Правила проверки согласия опытного распределения с теоретическим. Ч. I. Критерии типа хи-квадрат. Р 50.1.033-2001: приняты и введены в действие Постановлением Госстандарта России от 14.12.2001 г. № 525-ст. URL: https://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&baseC=101&RegNum=53&DocOnPageCount=100&page=1&id=204225 (дата обращения: 15.12.2024).
9. Фигурнов Е. П. Релейная защита. Ч. 1. Основы релейной защиты. Москва: Транспортная книга, 2009. 414 с.
10. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. Москва: Высшая школа, 2000. 480 с. EDN: YOQVHU
11. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2012. 813 с. EDN: UGLFIT
Выпуск
Другие статьи выпуска
Статья посвящена проблемам исчисления сроков доставки грузов железнодорожным транспортом, так как более 99 % грузов доставляются раньше установленного срока, что приводит к простоям вагонов и нарушению производственных процессов. Предложена методика прогнозирования срока доставки как случайной величины с учетом статистических данных, включая закон распределения, математическое ожидание и доверительный интервал. Приведены рекомендации по улучшению эффективности и конкурентоспособности железнодорожных перевозок через информирование о вероятных сроках доставки, в том числе с использованием машинного обучения.
Статья посвящена оценке эффективности динамических моделей энергооптимального движения поезда, построенных с использованием методов машинного обучения и искусственного интеллекта. Сделан анализ мирового опыта, рассмотрены основные принципы работы, преимущества и недостатки подобных имитационных моделей, а также этапы исследований, выполненных в этой области научных знаний. Представлен алгоритм анализа эффективности движения поезда с точки зрения его энергооптимальности. Описан подход к компьютерному моделированию движения поездов по участку с использованием методов машинного обучения и искусственного интеллекта. Приведены данные экспериментальной оценки эффективности разработанного алгоритма. Полученные результаты могут быть полезны для специалистов в области железнодорожного транспорта, а также для разработчиков новых технологий и методов оптимизации железнодорожных систем.
В статье рассмотрено моделирование движения поездов, следующих по технологии виртуальной сцепки, с учетом задержки времени передачи команды на управление торможением. Проведен краткий обзор существующих научных исследований в данной области, предложена математическая модель, описывающая процесс торможения двух поездов, движущихся по технологии виртуальной сцепки, с учетом временных задержек разности торможения ведущего и ведомого поездов. Выполнены аналитические расчеты и численное моделирование, представлены и проанализированы полученные результаты, обоснована необходимость учета временных задержек при управлении поездами, следующими по технологии виртуальной сцепки.
В статье представлены результаты исследования скорости движения транспорта по мере удаления от условного центра города в сторону периферии. Для пространственной оценки скорости сообщения использованы материалы геоинформационных систем, а также специальная методика разделения территории города на отдельные территории. Результаты исследования позволили выявить закономерности изменения средней скорости сообщения транспорта и ее распределение при заторах разного уровня, а также получить данные о средней скорости движения транспорта по всей сети города в различные часы суток.
В настоящее время существует необходимость увеличения пропускной и провозной способности Восточного полигона РЖД в целом и восточного участка БАМа в частности. Однако сложные по профилю пути перегоны участка и параметры системы тягового электроснабжения не позволяют с учетом размеров движения на 2030 г. реализовать необходимые межпоездные интервалы для поездов массой 7100 т. В связи с этим актуальной является разработка способов усиления системы электроснабжения указанного участка. В статье рассмотрены проанализированные при помощи компьютерного моделирования такие способы усиления, как увеличение сечения контактной сети, применение средств компенсации реактивной мощности, включение в параллельную работу силовых трансформаторов на тяговых подстанциях. Результаты моделирования позволили рекомендовать к использованию оптимальный вариант, обеспечивающий необходимую пропускную и провозную способность исследуемого участка.
В статье показаны преимущества использования RFID-контроля изоляторов воздушной линии электропередачи по сравнению с контактными, визуальными, оптическими, тепловыми, инфракрасными, механическими способами и методами диагностики. Эти преимущества заключаются в способности автоматизировать диэлектрический мониторинг изоляторов, в простоте монтажа-демонтажа, возможности технического обслуживания по состоянию, готовности поделиться техническими и эксплуатационными данными изделия, координировать маршрут следования до секунды благодаря привязке к месту установки. Представлена поэтапная разработка математического имитационного моделирования для координации оператора во время обхода. Использованы наблюдения и закономерности, установленные при опытно-промышленной эксплуатации RFID-контроля на действующих участках линий сигнализации, централизации и блокировки. Сделана оценка обобщенной вероятности успеха, подтверждена выбранная вероятность имитационного моделирования траектории движения оператора для попадания в зону действия RFID-индикаторов.
В статье приведены результаты теоретических исследований динамического вписывания экипажа электровоза ЭП2К в кривые рельсовой колеи и взаимодействия бандажей колесных пар и рельсов в горизонтальной плоскости при различной кривизне рельсового пути в плане. При движении электровоза ЭП2К в кривой рельсового пути первая по ходу тележка, вероятнее всего, имеет свободную установку, а вторая тележка - хордовую установку. При этом происходит прижатие средних (второй и пятой) колесных пар трехосных тележек к внутреннему рельсу. Наибольшие затраты энергии на преодоление сил фрикционного трения в контакте второй и пятой колесных пар с гранью внутреннего рельса (следовательно, и наибольший износ гребня бандажа) возникают при движении электровоза ЭП2К в кривых с радиусами 350-400 м.
В статье представлены результаты исследования непланового ремонта электровозов серии 2ЭС6, выведенных из эксплуатации из-за повреждений магнитной системы. На основе проанализированных данных установлено, что отклонения в токовых характеристиках якоря между двигателями смежных тележек являются индикатором возможной неисправности. Предложен алгоритм предиктивного выявления электрических повреждений тягового электродвигателя.
В статье рассмотрены два способа усиления действующего электрифицированного участка постоянного тока Свердловской железной дороги: 1) строительство промежуточных одноагрегатных подстанций; 2) замена основного силового оборудования более мощным и современным. Выполнено моделирование различных режимов работы системы тягового электроснабжения для заданного графика движения грузовых составов с локомотивами 4ЭС6 и 3ЭС6, проведено технико-экономическое сравнение двух вариантов, рассчитаны капитальные, эксплуатационные и приведенные затраты. На основании полученных результатов выбран более экономичный вариант и даны рекомендации по усилению действующего электрифицированного участка.
В статье представлен обзор литературных источников, посвященных проблеме повышенного износа гребней колес подвижного состава, в том числе сразу по нескольким отраслям - локомотивному, вагонному и частично путевому хозяйству железных дорог. Отдельно приведены работы по износу гребней колес в вагонном хозяйстве, в которых эта проблема анализируется в зависимости от условий эксплуатации, конструктивного исполнения и технического состояния подвижного состава, а также от условий содержания пути. Показано, что износ гребней колес локомотивов по многим нюансам схож с износом гребней колес вагонов, но имеет и свою специфику.
Несмотря на меры, принимаемые на железнодорожном транспорте для обеспечения безопасности перевозок опасных грузов, в том числе наличие на вагонах-цистернах средств физической защиты в виде предохранительных дуг, случаются аварии, приводящие к техногенным катастрофам. Поэтому изучение прочности таких средств защиты остается актуальной задачей. В статье на основе обзора патентных источников и с использованием двухфакторной методики, разработанной на кафедре «Вагоны» УрГУПС, представлены результаты численных экспериментов по оценке напряженно-деформированного состояния 19 вариантов дуг безопасности и их воздействия на оболочку котла цистерны, а также даны рекомендации по выбору наиболее рационального их конструктивного исполнения.
Внутрирегиональные железнодорожные пассажирские перевозки сталкиваются с серьезными вызовами, обусловленными ростом автомобилизации, развитием альтернативных видов транспорта и изменением транспортного поведения пассажиров. В частности, пригородное железнодорожное сообщение испытывает нарастающее конкурентное давление со стороны других видов транспорта, что сопровождается снижением пассажиропотока. Такая ситуация требует разработки мер, направленных на повышение привлекательности железнодорожного транспорта для пассажиров. В частности, железнодорожный транспорт должен обеспечивать наиболее удобное расписание для внутрирегиональных поездок. В статье предложена модель выбора расписания пригородных поездов, позволяющая максимизировать пассажиропоток на основе учета временных предпочтений пассажиров и затрат на внутригородские перемещения. Для калибровки модели использованы результаты социологического опроса, а также данные сотовых операторов о межмуниципальных перемещениях абонентов. Применение разработанной модели для направления Нижний Тагил - Екатеринбург показало, что она позволяет обеспечить повышение пассажиропотока в пригородном железнодорожном сообщении.
В статье рассмотрена специфика стратегии развития железнодорожного транспорта, проанализировано влияние внешних и внутренних факторов, определяющих стратегические перспективы транспортного холдинга. Сформулированы требования, предъявляемые к формированию системы сбалансированных показателей и ключевых показателей эффективности транспортного холдинга, определены и проанализированы основные блоки бизнес-модели такой системы. Предложены методы адаптации алгоритмов формирования и внедрения системы сбалансированных показателей для железнодорожного транспорта.
Издательство
- Издательство
- УРГУПС
- Регион
- Россия, Екатеринбург
- Почтовый адрес
- 620034, Свердловская область, город Екатеринбург, улица Колмогорова, дом 66
- Юр. адрес
- 620034, Свердловская область, город Екатеринбург, улица Колмогорова, дом 66
- ФИО
- Галкин Александр Геннадьевич (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@usurt.ru
- Контактный телефон
- +3 (432) 212444_