Online Electric

     Стремление человечества к более комфортным условиям проживания неизбежно приводит к росту энергопотребления. Запасы традиционных энергетических ресурсов на Земле с каждым годом иссякают все быстрее и быстрее. Потребление энергии транспортом составляет значительную долю в общем расходе энергии. Поэтому экономное расходование энергоресурсов на транспорте и в первую очередь на одной из его разновидностей — экологически чистом электрическом, всегда оставалось одной из важнейших задач проектировщиков и эксплуатационников. Одним из многих вариантов такой экономии электроэнергии является оптимизация режимов работы транспорта при совершении грузо- и пассажироперевозок.

     Развитие и совершенствование электрического транспорта постоянно сопровождалось поиском оптимального универсального метода проведения тяговых энергетических расчетов нацеленного на снижение энергозатрат. При большом объеме расчетов существует острая необходимость использования ЭВМ.

     В данной работе предпринята попытка разработки программного продукта, позволяющего проводить тяговые энергетические расчеты на основе моделирования графиков движения поездов V(t) и V(l) при соблюдении основных требований, предъявляемых к транспорту — обеспечении минимальных затрат времени при перевозках, максимальной реализации пропускной способности транспортной сети и минимизации величины энергозатрат на движение подвижного состава, с обязательным соблюдением безопасности движения (максимально допустимая скорость движения транспорта в черте города — 60 км/ч) и минимума комфорта пассажиров (ограничение ускорения при пуске и замедления при торможении величиной [адоп]=1,5 м/с²).

     Разработка математической модели ведется в среде Matlab Simulink. При моделировании расчет кривых движения поездов V(t) и V(l) ведется графоаналитическим методом, наиболее наглядным и наименее трудоемким из существующих на сегодняшний день.

     Основными исходными данными для таких расчётов являются характеристики подвижного состава, параметры тяговых электрических двигателей (ТЭД), электромеханические характеристики ТЭД.

     Все расчеты ведутся согласно Теории электрической тяги и СГВМ. Расчет кривых движения поезда основан на интегрировании уравнений движения. Аналитическое интегрирование нецелесообразно вследствие необходимости создания довольно большого массива данных по представлению, например, характеристик тяговых двигателей, что требует значительных потерь времени.

     Практически интегрируют уравнение движения методом конечных приращений. В этом случае кусочно аппроксимируют кривую действующих сил fд(V) последовательно в интервалах скорости dVn=Vn—Vn-1 (при n=1, 2,..., m), на которые разбивают диапазон ее изменения. В пределах каждого dV представляют fд(V) простой функцией, позволяющей легко вычислить dt и dl.При графоаналитических способах для каждого интервала dV вычисляют dt и dl и по ним вычерчивают кривые движения.

     Построение кривых движения на заданном перегоне производят путем сопряжения кривых для разных режимов движения поезда (тяга, выбег, торможение).

     На сегодняшний день модель находится на этапе доработки (смоделированы режимы тяги и служебного торможения). Планируется реализация режима выбега. Далее после сопряжения кривых для разных режимов движения поезда, для определения удельного расхода энергии на движение, одновременно с кривыми движения в тех же координатах будут построены и кривые потребляемого поездом тягового тока I(t) и I(l). Принятие в качестве объективного критерия эффективности работы транспорта на линии именно показателя удельного расхода энергии является не случайным, так как это позволит сопоставить между собой расход энергии, затраченной на перевозку одной тонны груза на расстояние один километр при различных условиях.

     Не смотря на то, что модель на сегодняшний день находится на этапе доработки, уже сейчас она в значительной мере позволяет экономить время при проведении расчетов различных транспортных систем.