Vчс200 Vчс6 Рис.2.1.Скоростные характеристики с чс6 и чс200 на зоне 300 км

Дисперсия скорости равна

,

где - среднее значение скорости.

Или

.

Среднеквадратическое отклонение

.

Коэффициент вариации характеризует относительное изменение разброса:

.

Результаты обработки показали, что значение коэффициента вариации изменяется от 6% до 45 %.

Ширина доверительного интервала для доверительной вероятности = 0,95 составляет:

∆V = V_вs - V_нs.

Верхняя граница доверительного интервала:

V_вs = V_м + ξ.

Нижняя граница доверительного интервала:

V_нs = V_м – ξ.

Среднее отклонение ξ вычислено по формуле:

где Ф^-1 – аргумент функции Лапласа при известной доверительной

вероятности β.

По двадцати реализациям построен доверительный интервал для скоростей пассажирских поездов (рис.2.2). Ширина доверительного интервала скоростей поездов ЧС6 отнесенная к математическому ожиданию скорости поезда при β = 0,95 изменяется от 3% до30 %

ЧС200

ЧС6

m(V)ЧС6

m(V)ЧС200

V_нs

V_вs

V_нs

V_вs

Рис.2.2. Усредненные зависимости скоростей поездов от пути как функции математических ожиданий и ширина доверительного интервала скоростей поездов с ЧС6 и ЧС200, при β = 0,95

При фиксированных уровнях напряжения в больших пределах будут меняться сила тяги и токопотребление.

Длительность токопотребления меняется обратно пропорционально скорости движения поезда. Нагрев проводов контактной сети зависит от величин токов и длительностей их протекания. Полученные доверительные интервалы для скоростей поездов позволяют сделать оценки разбросов токовых нагрузок в контактной сети и их температур из-за изменения режимов ведения поездов.

В результате обработки скоростных характеристик определены их разбросы. При фиксированных напряжениях в контактной сети можно определить токи поездов и время их потребления. Эти величины в дальнейшем используются для определения температур и потерь энергии в контактной сети, что позволит оценить экономическую эффективность пропуска скоростных и тяжеловесных поездов.

Расчеты электрических параметров тяговой сети выполнены при оценке пропускной способности системы тягового электроснабжения. Основным исходным параметром для расчета остальных параметров является ток поезда. Он может быть получен расчетным путем и экспериментально. Наиболее надежные прогнозы токопотребления при планировании увеличения масс поездов получаются при обработке опытных экспериментальных данных, существующих на настоящий момент, поездами максимальной массы и затем пересчета результатов на планируемые значения масс поездов.

2.3.2. Построение случайной функции тока поезда и мощности

локомотива по функциям скорости движения поездов

Построение зависимостей токов поездов и мощностей, потребляемых поездами, по известным зависимостям скоростей поездов от пути происходит с использованием известных соотношений из тяговых расчетов. Большой разброс значений токов получается из-за неточного задания ускорений по кривой скорости. Этот разброс может быть существенно уменьшен, если использовать аппроксимацию кривой скорости.

Расчеты силы тяги и мощности, развиваемой локомотивом выполняются при известных: массах поезда G_П и локомотива G_Л, сопротивлении движению вагонов, W₀`, и локомотива, W₀``, и зависимости скорости от пути [13].

Расчетное значение силы тяги

,

где W_0Р` и W_0Р``- расчетные сопротивления силы тяги, задаваемые по

формулам тяговых расчетов ;

-ускорение движения поезда.

Механическая мощность, развиваемая локомотивом, равна

Р_м=F_*V,

а электрическая мощность, потребляемая локомотивом из тяговой сети, и ток локомотива соответственно равны

,

где - коэффициент полезного действия локомотива;

U_э – напряжение на токоприемнике.

Величина тока электровоза в дальнейшем используется в методиках расчета токораспределения по тяговым сетям, потерь мощности и потерь напряжения.

Из приведенных зависимостей видно, что точность расчетов конечных результатов зависит от точности определения сопротивления движения и ускорения поезда, которое равно

.

Величина скорости зависит от силы тяги и сопротивления движению поезда. Последнее зависит от профиля пути.

Если сила тяги локомотива F_k больше силы сопротивления движению поезда, то поезд будет разгоняться, если меньше - уменьшать скорость, и если равна – поезд будет двигаться равномерно.

Характеристика тока поезда, построенная для функции математического ожидания скорости поезда позволяет определить случайные фун6кции токов фидеров и подстанций, средние значения температур контактной сети и сравнить их с нормально допустимыми значениями. Зависимости тока поезда от пути используется для расчётов потерь напряжения до поезда и напряжений на токоприёмниках поездов.

Лекция 3