II.Постановка задачи

В процессе ручного управления электропоездами большие расходы электроэнергии обусловлены тем, что машинист ведет поезд произвольно, ориентируясь только на сигналы автоблокировки и выдерживая приблизительно время прохода станций. При этом машинист выбирает такие режимы работы электротяговых устройств, которые обеспечивают, прежде всего, безопасность и заданный график движения. Экономичность выбранного режима по энергопотреблению в процессе ручного управления не учитывается. Следствием такого повсеместно распространенного метода ведения электропоездов является существенный перерасход электроэнергии.

Значительное повышение экономической эффективности эксплуатации электропоездов может быть обеспечено за счет снижения энергопотребления тяговыми электродвигателями при движении поездов на перегонах. Эта цель может быть достигнута путем внедрения на электропоездах микропроцессорных систем автоведения, обеспечивающих движение поездов на перегоне по оптимальной траектории движения. При движении по такой траектории непроизводительные расхода электроэнергии сводятся к минимально возможным значениям [ 2 ].

Расход электроэнергии в процессе эксплуатации электропоездов, оборудованных устройствами автоведения, снижается за счет:

 вычисления и поддержания оптимальной скорости движения поезда в контрольных точках перегона;

 сокращение отклонений от оптимальных значений времени хода по перегону;

 уменьшения числа торможений по сигналам светофора;

 сокращение времени на прицельное торможение у платформ;

Оптимальный по расходу электроэнергии режим работы тягового привода электропоезда может быть обеспечен с помощью оптимизирующего алгоритма управления тяговым приводом, реализуемого микропроцессорной системой автоведения.

Расход электроэнергии электропоездом за время хода по перегону определяется выражением:

_t I _n dt (1 )

где Tп - время движения поезда по перегону;

Ut -напряжение на токоприемнике;

Iп -тяговый ток поезда.

Пропорциональный величине Е энергетический критерий записывается

в виде:

(2)

где F - сила тяги поезда;

V - скорость поезда ;

- к.п.д. тягового привода

Значение Е_э можно также приближенно выразить в виде суммы:

Е_э  , (3)

где Fi, Vi -сила тяги и скорость в i -й контрольной точке перегона :

t_i -время движения поезда по i - ому контрольному участку перегона.

n - число контрольных точек на перегоне.

В самом общем виде задачу поиска оптимального алгоритма автоведения поезда по перегону можно сформулировать следующим образом:

Для заданного графиком движения поездов фиксированного времени хода по перегону Т_п найти такие значения величин F_i Vi, I = 1,2…n,при которых величина затраченной энергии Е_э будет минимальной. При этом должны соблюдаться ограничения на величины Vi, накладываемые требованиями безопасности движения.