The article discusses aspects of the application of methods of mathematical modeling of the process of train movement using traction calculations.
Keywords: traction calculations of train traffic, mathematical modeling, sea trials, cost reduction.
Динамичное развитие и устойчивое функционирование железнодорожного транспорта — необходимое условие для стабилизации и подъема экономики России. Тенденция непрерывного роста объема перевозок наряду с высокой степенью износа основных фондов, увеличением количества отказов, случаев брака в работе и повышением ремонтоемкости эксплуатируемых локомотивов актуализировала задачу обновления существующего парка тягового подвижного состава (ТПС).
В соответствии со стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации вплоть до 2030 года, утвержденной постановлением Правительства Русской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р. первый период модернизации железнодорожного транспорта (2015–2025 года) учитывает предоставление достаточной пропускной возможности в ключевых направлениях транспортировок, капитальную модернизацию имеющихся объектов инфраструктуры, предоставление перевозок подвижным составом, за исключением парков, вместе с вышедшим сроком службы, создание новейших промышленных условий по оснащению а также технологические процессы, основанные на проектно-изыскательских трудах а также постройка новейших железнодорожных линий.
В настоящий период подавляющее число электровозов никак не соответствует нынешним требованиям экономичности, а также надежности, также их состояние никак не гарантирует достойных условий труда локомотивных бригад. Существенная доля узлов, а также агрегатов локомотива изнашивается на физическом уровне, а также морально стремительнее, нежели в техническом состоянии в целом.
Капитальное восстановление и усовершенствование — наилучший метод обновления подвижного состава, который может повысить период работы локомотивов на 15–17 лет.
В настоящее время существенное число магистральных электровозов ВЛ80Т, а также ВЛ80С эксплуатируется или пребывает в запасе на электрифицированных путях переменного тока. Они были произведены на Новочеркасском электровозостроительном заводе в 1970-х а также 1980-х годах и в большинстве своем выработали собственный ресурс. Данные локомотивы оборудованы морально старыми концепциями тягового и дополнительного электропривода, их результативность сильно отстает от электровозов свежего поколения. Помимо этого, для многих из них приблизился период капитальных ремонтных работ КР-2 [2].
В связи с этими фактами по согласованию с Департаментом локомотивного хозяйства МПС Общество «ВелНИИ» создало промышленное поручение, а также промышленные требование на капитальный ремонт (КВР). Цель КВР не только продлить эксплуатационный цикл большому парку морально устаревших электровозов, но и сильно увеличить их эксплуатационные показатели. Подразумевается, что вследствие КВР на заводе НЭВЗ период окупаемости сделанных ремонтных работ составит не более 3 лет, главным образом за счет улучшения показателей энергопотребления [3].
Расходы на модернизацию составят порядка 50–70 % от цены нового локомотива с подобными эксплуатационными параметрами. Электровозы серии ВЛ80Т, ВЛ80С приобретут вторую жизнь, а локомотивные дорожные работы — отчетливое сокращение цены грузовых транспортировок, усовершенствование условий работы локомотивных бригад. Небольшой промежуток окупаемости выводит проведение КВР в одно из ключевых направлений деятельности.
Как следует из текста Положения, срок службы локомотива определяют ресурсы его базовых частей: рамы кузова и тележек, несущие элементы кузова. Наличие остаточного ресурса у базовых частей устанавливают по результатам научно-исследовательских работ.
Приоритетным направлением в решении этой задачи является приобретение ТПС нового поколения, что позволяет повысить производительность, снизить затраты на ее эксплуатацию и обеспечить общую эффективность всех составляющих перевозочного процесса.
Основными являются пункты, предъявляемые к автономным и неавтономным локомотивам. В которые в первую входят: модульность, методы повышения энергетической эффективности путем совершенствования конструкции локомотивов.
Исследования целесообразности обновления парка на конкретных железнодорожных участках можно производить двумя способами:
– организацией опытных поездок с составами, перевозимыми локомотивами различных серий
– методами математического моделирования, которые опираются на теорию тяги поездов.
К преимуществам метода натурных поездок можно отнести большую достоверность проведенного сравнения локомотивов различных моделей. Но, у данного способа есть существенные недостатки, такие как:
– существенная продолжительность проведения ходовых сравнений эксплуатационных показателей локомотивов на определенных железнодорожных участках;
– необходимость прокладывания в графике движения поездов дополнительных ниток для проведения испытаний локомотивов;
– дополнительная финансовые издержки предприятия непосредственно на закупку нового тягового подвижного для последующего проведения его испытаний;
– дополнительное обучение локомотивных бригад работе на новых моделях локомотивов.
На основании вышеперечисленного можно сделать вывод, что в случае итоговых более низких эксплуатационных показателей испытуемых локомотивов и конечного решения не вводить на данном участке новой модели тягового подвижного состава компания понесет существенный перерасход активов компании как финансовом плане, так и в трудозатратах человеко-часов.
В современных условиях более перспективным является метод математического моделирования, с использованием апробированных методик теории тяги поездов. Использование данного метода при выборе оптимальной модели грузового локомотива на заданном участке позволяет снизить капиталовложения [4].
К преимуществам этого метода можно также отнести регулярную актуализацию правил тяговых расчетов, а также методик расчета параметров эксплуатации тягового подвижного состава на конкретных участках, что в свою очередь позволяет получить данные с высокой степенью достоверности.
Использование метода математического моделирования позволит с наименьшими затратами максимально эффективно организовать перевозочный процесс на полигоне Северо-Кавказской железной дороги, учитывая большой грузооборот дороги. Что, в свою очередь улучшит подвод грузов железнодорожным транспортов в порты Азово-Черноморского бассейна, учитывая большую массу маршрутов, с преимущественно, нефтеналивными и грузами угольных номенклатур, а также учитывая частичное использование на полигоне СКВ ж. д. автономных локомотивов.
Так, например, в настоящее время, на полигоне Северо-Кавказской железной дороги на смену электровозов серии ВЛ-80 вводятся в эксплуатацию локомотивы серии ЭС5К «Ермак». Целесообразность эксплуатации которых предварительно была доказана теорией тяги поездов с использованием современных программных комплексов компьютерного моделирования [1].
Литература:
- Абрамов, Е. Р. Грузовые электровозы серии 2ЭС4К и 3ЭС4К / Е. Р. Абрамов // Электроподвижной состав отечественных железных дорог . — 2015. — С. 126 –130.
- Шапшал, А. С. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Теория локомотивной тяги» / А. С. Шапшал, А. В. Илларионов. — РГУПС: Ростов-на-Дону, 2012. — 48 с.
- Евдомаха, Г. В. Автоматизация тяговых расчетов, учитывающих динамическую нагруженность поезда: диссертация... кандидата технических наук: 05.22.16. — Днепропетровск, 2017. — 164 с.
- Математическая теория оптимальных процессов / JI. C. Понтрягин, В. Г. Болтянский, Р. В. Гамкрелидзе, Е. Ф. Мищенко. -М.:Наука, 1969.-384 с.
- Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года, утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р
