Эффективная система управления электрокалориферной установкой для сушки увлажненной изоляции тяговых электродвигателей

иркутским государственный университет путей сообщения

Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019

УДК 621.313.2014

Е. Ю. Дульский1, А. И. Романовский1, И. А. Ролле2, Е. И. Макарова2

DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).80-87

1Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Российская Федерация 2Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация Дата поступления: 07мая 2019 г.

ЭФФЕКТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕРНОИ УСТАНОВКОЙ ДЛЯ СУШКИ УВЛАЖНЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Аннотация. В статье рассмотрены данные последних лет по анализу надежности оборудования электровозов. Проведенный анализ статистики по отказам оборудования электровозов свидетельствует о том, что в текущих условиях эксплуатации силового оборудования тягового подвижного состава на железных дорогах Восточного полигона обращения происходит снижение надежности данного оборудования. При этом основная часть выходов из строя оборудования приходится на электрические машины, на тяговые и вспомогательные. Было выявлено, что основной причиной отказа силового оборудования является выход из строя изоляции в основном из-за переувлажнения. На сегодняшний день для решения обозначенных проблем предлагаются разнообразные методы, способы и средства сушки увлажненной изоляции обмоток электрооборудования. В этом плане широкое распространение получил конвективный метод сушки увлажненной изоляции электрических машин на основе использования передвижных и стационарных электрокалориферных установок. Анализ конструктивных особенностей этих установок указал на значительные недоработки с позиций ресурсоэнергосбережения. Для конечного решения этой проблемы был предложен амплитудно-широтно-прерывный способ энергоподвода в процессе сушки увлажненной изоляции тяговых двигателей локомотивов, позволяющий существенно повысить энергоэффективность работы данных установок. Предлагаемый способ на программном уровне управления электрокалориферной установкой УСД-92 осуществляется определенными заданными циклами, каждый из которых выполняет определенные функции.

Ключевые слова: увлажнение изоляции, сушка, тяговый двигатель, электровоз, автоматизированная система управления, передвижные калориферные установки.

E. Yu. Dulskii1, A. I. Romanovskii1, I. A. Rolle 2, E. I. Makarova 2

1 Irkutsk State Transport University, Irkutsk, the Russian Federation

2 Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, Saint Petersburg, the Russian Federation Received: May 07, 2019

AN EFFICIENT ELECTRIC CALORIFIC INSTALLATION CONTROL SYSTEM FOR DRYING THE HUMIDIFIED INSULATION OF TRACTION MOTORS

Abstract. The article deals with the data on the analysis of the reliability of the equipment of electric locomotives in recent years. The analysis of statistics on equipment failures of electric locomotives indicates that, in the current operating conditions of traction rolling stock power equipment on the railways of the Eastern polygon, there is a decrease in the reliability of this equipment. The bulk of the equipment failures accounts for electrical machines, traction and auxiliary ones. Analyzing the statistics, it was revealed that the main reason for power equipment failure is insulation fault, mainly due to over-humidifying. For the time being, various methods, ways and means of drying of the humidified isolation of windings of electric equipment are suggested to solve the above-mentioned problems. In this regard, to date, the convective method of drying wet insulation of electric machines based on the use of mobile and stationary electric calorific plants has become widespread. Analysis of the design features of these plants highlighted significant shortcomings, from the resource-saving perspectives. In order to solve this problem, an amplitude-width-intermittent method of energy supply in the process of drying the moistened insulation of traction engines of locomotives was proposed, which significantly improves the energy efficiency of these plants. The proposed method for controlling the electric calofiric installation USD-92 at the software level is carried out by certain specified cycles, each of which performs certain functions.

Keywords: moisture, insulation, traction motor, locomotive, reliability, drying, automated control system, mobile calorific in stallation.

Введение

Проведенный анализ данных по надежности оборудования тягового подвижного состава, эксплуатируемого на Восточном полигоне обращения, за последние десять лет показал, что наиболее подвержены отказам тяговые электри-

ческие машины, в частности, тяговые электродвигатели (ТЭД) [1]. В связи с этим сотрудниками кафедры электроподвижного состава Ир-ГУПС было установлено, что порядка 80 % всех двигателей отказывают по причине пробоя изоляционных конструкций обмоток, причем в ос-

80

© Е. Ю. Дульский, А. И. Романовский, И. А. Ролле, Е. И. Макарова, 2019

оо ее I

Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4

новном в осенне-зимне-весенние периоды времени года, когда существенно усиливается влажность окружающего воздуха [2-7]. Данный факт в существенной степени способствует переувлажнению изоляционных конструкций силового оборудования и обмоток ТЭД в частности, что в итоге приводит к снижению электрической прочности. Стоит также отметить, что на Восточно-Сибирской железной дороге (ВСЖД) присутствуют участки эксплуатации, на которых количественные показатели выхода из строя ТЭД практически в 2 раза выше в сравнении с основными магистралями. Это относится к «северному ходу» (участок Тайшет - Таксимо). По статистическим данным по сети Российских железных дорог ежегодно вследствие выхода из строя изоляции по причине пробоя и снижения ее сопротивления отказывают более 4 тыс. ТЭД, что приводит к внеплановым ремонтам и существенным финансовым издержкам.

По проводимым оценкам ученых, при увлажнении изоляции в 1,5 % проявляются признаки ее старения, существенно снижается электрическая прочность [8-11]. При влагосодержа-нии 3,3 % данные процессы становятся опасными для дальнейшей эксплуатации изоляции. Использование стационарных и передвижных калориферных установок в процессе ремонта тяговых электродвигателей

С целью снижения негативного влияния переувлажнения на изоляцию ее подвергают сушке.

В настоящее время для решения обозначенных проблем предлагаются разнообразные методы, способы и средства сушки увлажненной изоляции обмоток электрооборудования. В этом плане широкое распространение получил конвективный метод сушки на основе использования передвижных и стационарных электрокалориферных установок [12-15], которые применяют в процессе ремонта ТЭД локомотивов и электропоездов.

Компания «ИРТРАНС» выпускает автоматизированные электрокалориферные установки типа СФОЦ-70 и УСД-92, а также типа СФОЦ-140, которые предназначены для удаления влаги из изоляции путем сушки обмоток ТЭД в периоды высокой влажности при постановке локомотивов в отапливаемый цех. Другие компании также выпускают подобные установки для удаления влаги из изоляции обмоток крупногабаритных электрических машин для разных отраслей сельского хозяйства и промышленности.

Анализ конструктивных особенностей этих установок указал на значительные недоработки с позиции ресурсоэнергосбережения. Во-первых, управление системой циркуляции воздуха осуществляется его ручным дросселированием на входе путем изменения положения заслонки. С точки зрения энергосбережения такая система не эффективна. Во-вторых, алгоритм управления энергоподводом с помощью прибора типа «Тер-модат-14» вступает в противоречие с ресурсо-энергосберегающими принципами теории тепломассообмена. В-третьих, в результате поверочного расчета мощностей электрокалорифера и электродвигателя вентилятора было установлено двухкратное завышение мощности электродвигателя установки относительно мощности циркуляционного вентилятора, при этом мощность электрокалорифера завышена практически в 1,5 раза.

Проблема эксплуатации данных установок состоит в их ресурсосберегающем энергоподводе в процессе сушки увлажненной изоляции обмоток. Для этого необходимо определить такие значения переменных, которые позволяют обеспечить максимальное или минимальное значение функции цели. Данная функция должна определять производительность рассматриваемых установок с минимальными затратами электроэнергии на ее работу, а в частности на удаление влаги из изоляции обмоток и максимального повышения ее качества. С целью решения данной проблемы учеными ИрГУПС был предложен новый амплитудно-широтно-прерывный способ энергоподвода в процессе сушки увлажненной изоляции [16-18].

Амплитудно-широтно-прерывный

способ энергоподвода

Предлагаемый способ на программном уровне управления электрокалориферной установкой УСД-92 (рис. 1) осуществляется определенными циклами [16-18]. Первый цикл подготовительный, на котором поверхностные слои изоляции нагревают воздушным потоком до предельно допустимой температуры ее класса. Значения данных температур: В - 130 °С, F - 155 °С, Н - 180 °С, С - 200 оС. Рабочий период первого цикла заканчивается достижением предельно допустимой температуры. Далее происходит регулирование в прерывном (осциллирующем) режиме до окончания протекания третьего цикла.

Далее подробно рассмотрим особенности работы установки УСД-92 при реализации предлагаемого способа управления.

иркутским государственный университет путей сообщения

Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019

Рис. 1. Алгоритм работы программно-технического комплекса

оо ее I

Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4

В начале первого цикла на полную мощность включаются электронагреватель 4 и электродвигатель вентилятора 2 (максимальная амплитуда). При достижении предельно допустимого значения температуры воздушного потока для данного класса изоляции происходит отключение электронагревателя, при этом температура снижается незначительно.

При наступлении второго цикла снова включается электронагреватель 4, но со снижением уровня энергоподвода в сравнении с первым циклом, а электродвигатель 2 переключается на более низкий уровень энергоподвода. Для восстановления температуры воздушного потока до предельно допустимого значения суммарного уровня энергоподвода должно быть достаточно. При достижении значения температуры воздушного потока до предельно допустимого значения для изоляции происходит отключение питания электронагревателя, при этом температура незначительно снижается.

В третьем цикле снова включается электронагреватель 4, но с понижением уровня энергоподвода в сравнении с предыдущим циклом. При этом электродвигатель 2 переключается на пониженный уровень энергоподвода. Аналогично предыдущему циклу происходит достижение значения температуры воздушного потока до предельно допустимого значения для изоляции. После этого также происходит отключение электронагревателя, но с переключением электродвигателя на работу в полную мощность. Двигатель в таком режиме работает до окончания цикла, что приводит к нормализации состояния изоляции.

В первом цикле идет процесс удаления влаги из верхних слоев изоляции, во втором и третьем - из нижних слоев изоляции.

Для реализации трехциклового ампли-тудно-широтно-прерывного метода энергоподвода в процессе сушки увлажненной изоляции крупногабаритных электрических машин предлагается программно-технический комплекс, функциональная схема которого представлена ниже (рис. 1). Данный комплекс реализован для работы с передвижными или стационарными электрокалориферными установками, к примеру, тип УСД-92.

Предлагаемая автоматизированная система ресурсосберегающего управления работой уста-

новки УСД-92 по удалению влаги из изоляции электрических машин позволяет решать следующие задачи:

- сбор и обработка технологической информации по работе установки;

- постоянное взаимодействие элементов системы между собой;

- доступный мониторинг технологических процессов для персонала;

- согласование работы системы вентиляции с работой нагревательной системы;

- автоматизированное регулирование (без дросселей) температуры воздуха на входе в крупную электрическую машину путем воздействия на электронагреватель и вентилятор;

- непрерывное поддержание предельно допустимой температуры нагрева изоляции для данного класса в процессе ее сушки;

- накопление баз данных по «истории» работы установки, доступное представление их в виде графиков, таблиц, отчетов и т. д.

С целью решения данных задач была разработана автоматизированная система управления процессом сушки увлажненной изоляции. Данная система имеет трехуровневую иерархическую структуру (рис. 2). К нижнему уровню относятся датчики и блоки управления двигателем и тэнами, к среднему - микроконтроллерный блок, к верхнему уровню (уровень оперативного управления) - автоматизированное рабочее место оператора (технолога), реализованное на базе персонального компьютера.

АРМ оператора (технолога) позволяет обеспечивать следующие функции:

- непрерывный двухсторонний обмен информацией;

- обработка полученной информации, формирование предыстории текущих событий в виде баз данных;

- отображение актуальной информации по полному перечню замеряемых параметров, так и по одной конкретной технологической подсистеме;

- построение графиков тенденций развития технологических процессов;

- дистанционное управление работой установкой;

- формирование и печать отчетно-учетных документов.

иркутским государственный университет путей сообщения

Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019

датчиков

Рис. 2. Функциональная схема программно-технического комплекса для реализации трехциклового амплитудно-широтно-прерывного энергоподвода в процессе сушки:

1 - вентилятор центробежный; 2 - электродвигатель вентилятора; 3 - воздуховод; 4 - электрокалорифер; 5 - гибкий воздуховод; 6 - тяговые электромашины; 7 - датчики температуры и влажности; 8 - тиристорный регулятор напряжения; 9 - семисторный регулятор напряжения; 10 - датчик тока двигателя; 11 - предохранитель

(устройство защиты); 12 - реле отключения установки; 13 - блок питания низковольтной части; 14 - формирователь сигнала обратной связи по току двигателя; 15 - усилитель сигнала отключения; 16 - система импульсно-фазового управления; 17 - РТ; 18 - РС; 19 - программируемый микроконтроллер; 20 - пульт управления программно-техническим комплексом

оо ее I

Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4

Заключение

Предлагаемый в данной работе способ управления сушильными установками, работа которых осуществляется микропроцессорной автоматизированной системой управления, позволяет обеспечивать высокое качество изоляции в процессе ремонта и обслуживания локомотивов, сни-

зить финансовые издержки в процессе сушки, а также в целом повысить надежность функционирования оборудования. Помимо этого, существенно возрастает производительность работы электрокалориферных установок с должным уровнем обеспечения экологичности и безопасности условий труда обслуживающего персонала.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Modeling of the Oscillating Mode of the IR-Energy Supply in the Technology of Restoration of Insulating Fingers of Electric Motors of Locomotives / Dulskiy E. et al. // International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable : Energy Technologies EMMFT. 2018. Vol. 982. С. 546-556.

2. Иванов П. Ю. Влияние климатических условий на плотность тормозной сети поезда в эксплуатации / П. Ю. Иванов, Н. И. Мануилов, Е. Ю. Дульский // Актуальные вопросы и перспективы развития современной науки : материалы II Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. СПб., 2017. С. 48-57.

3. Climatic conditions of east-siberian railway / P.Y. Ivanov, A.M. Hudonogov, I.O. Lobicin et al. // Proceedings of the 6"' International Symposium on Innovation and Sustainability of Modern Railway ISMR 2018. 2018. Р. 49-56.

4. Improvement of methods and means of continuous diagnosis of the brake train networks / P.Y. Ivanov, A.M. Hudonogov and other // Proceedings of the 6 International Symposium on Innovation and Sustainability of Modern Railway ISMR 2018. 2018. Р. 106-111.

5. Дульский Е.Ю. Энергоаудит безразборной технологии ремонта // Мир транспорта. 2012. Т. 10. № 3 (41). С. 168-171.

6. Иванов П.Ю. Агафонов В.М., Дульский Е.Ю. Энергоаудит безразборной технологии ремонта // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 1 (49). С. 183-189.

7. Лобыцин И.О. Энергоаудит безразборной технологии ремонта / И.О. Лобыцин, Е.Ю. Дульский, А.А. Васильев // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 4 (56). С. 218-224.

8. Александров А.А. Моделирование термических остаточных напряжений при производстве маложестких деталей : дисс. ... канд. техн. наук. Иркутск, 2016. 165 с.

9. Пат. 155337 Российская Федерация. МПК G 01 N 25/18. Устройство для определения коэффициентов теплоотдачи / А.А. Александров, А.В. Лившиц и др. № 2014154288/28 ; заявл. 30.12.14 ; опубл. 10.10.2015, Бюл. № 28.

10. Александров А.А. Прогнозирование остаточных напряжений возникающих при термообработке алюминиевых сплавов // Инженерный вестник Дона. 2015 № 4 (38). С. 128.

11. Александров А.А. Лившиц А.В. Прогнозирование температурного поля для определения остаточных напряжений возникающих при термической обработке алюминиевых сплавов // Наука и образование. 2014. № 7. С. 36-47.

12. Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М., Подвижной состав электрифицированных железных дорог: Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. М. : Транспорт, 1980. 471 с.

13. Электровоз ВЛ85: Руководство по эксплуатации / Б.А. Тушканов, Н.Г. Пушкарев, Л.А. Поздняков и др. М. : Транспорт, 1995. 480 с.

14. Романовский А.И., Дульский Е.Ю., Макаров В.В. Тяговые аппараты и электрическое оборудование. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2013. 84 с.

15. Захарченко Д.Д. Тяговые электрические аппараты. М. : Транспорт, 1991. 246 с.

16. Пат. 2494517 Рос. Федерации. Трехцикловой амплитудно-широтно-прерывный способ сушки изоляции электрических машиню / В.В. Сидоров, Е.М. и др. № 2011150204/07 ; заявл. 09.12.2011 ; опубл. 27.09.2013, Бюл. № 27.

17. Принципы управления энергоподводом в процессах удаления влаги из изоляции обмоток тяговых электрических машин / А.М. Худоногов и др. // Энергосбережение: технологии, приборы, оборудование : сб. науч. тр. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2009. С. 125-129.

18. Смирнов В.П. Широтно-прерывный метод сушки увлажненной изоляции тяговых электродвигателей / В.П. Смирнов, А.М. Худоногов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2003. № 3. С. 185-192.

19. Пат. 2396669 Рос. Федерации. Локальный способ герметизации компаундом изоляции лобовых частей обмоток тяговых электрических машин / А.М. Худоногов, И.А. Худоногов и др. № 2009117049/28 ; заявл. 04.05.2009. Бюл. № 22.

20. Пат. 2168903 Рос. Федерации Способ производства целебного чая из лекарственных растений / И.А. Худоногов и др. № 99110810/13 ; заявл. 21.05.1999.

21. Локальный способ герметизации компаундом изоляции лобовых частей обмоток тяговых электрических машин / И.А. Худоногов и др. // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2006. № 4-1 (28). С. 60-62.

REFERENCES

1. Dulskiy E., Khudonogov A., Khudonogov I., Astrakhantsev A., Ivanov P. Modeling of the Oscillating Mode of the IR-Energy Supply in the Technology of Restoration of Insulating Fingers of Electric Motors of Locomotives. International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2018. Volume 982, pp. 546-556.

2. Ivanov P. Yu., Manuilov N. I., Dul'skii E. Yu. Vliyanie klimaticheskikh uslovii na plotnost' tormoznoi seti poezda v ekspluatatsii [Influence of climatic conditions on the density of the brake network of a train in operation]. Aktual'nye voprosy i perspektivy razvitiya sovremennoi nauki: materialy II Mezhd. nauch.-prakt. konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh (g. Sankt-Peterburg) [Topical problems and prospects for the development of modern science: materials of II Int. scientific-practical conferences of students, graduate students and young scientists (St. Petersburg)], 2017. No. 12-2 (34), pp. 48-57.

3. Ivanov P.Y., Hudonogov A.M., Lobicin I.O. et al. Climatic conditions of East-Siberian Railway. Proceedings of the 6"' International Symposium on Innovation and Sustainability of Modern Railway ISMR 2018. Copyright© 2018, pp. 49-56.

4. Ivanov P.Y., Hudonogov A.M. et al. Improvement of methods and means of continuous diagnosis of the brake train networks. Proceedings of the 6"' International Symposium on Innovation and Sustainability of Modern Railway ISMR 2018. Copyright© 2018, pp. 106-111.

иркутским государственный университет путей сообщения

Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019

5. Dul'skii E.Yu. Energoaudit bezrazbornoi tekhnologii remonta [Energy audit of fixed technology repair], Mir transporta [World of Transport], 2012. Vol. 10. No. 3 (41), pp. 168-171.

6. Ivanov P.Yu., Agafonov V.M., Dul'skii E.Yu. Energoaudit bezrazbornoi tekhnologii remonta [Energy audit of fixed technology repair]. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyi analiz. Modelirovanie [Modern technologies. System analysis. Modeling], 2016. No. 1 (49), pp. 183-189.

7. Lobytsin I.O., Dul'skii E.Yu., Vasil'ev A.A., Energoaudit bezrazbornoi tekhnologii remonta [Energy audit of fixed technology repair]. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyi analiz. Modelirovanie [Modern technologies. System analysis. Modeling], 2017. No. 4 (56), pp. 218-224.

8. Aleksandrov A.A. Modelirovanie termicheskikh ostatochnykh napryazhenii pri proizvodstve malozhestkikh detalei: diss. ... kand. tekhn. nauk [Modeling of thermal residual stresses in the production of semi-rigid parts: Ph.D. (Engineering) diss.]. Irkutsk: 2016. 165 p.

9. Aleksandrov A.A., Livshits A.V. et al. Ustroistvo dlya opredeleniya koeffitsientov teplootdachi [Device for determining heat transfer coefficients]. Pat. 155337 Rossiiskaya Federatsiya. MPK G 01 N 25/18. No.2014154288/28; applied 30.12.14 ; publ. 10.10.2015, Bull. No.28.

10. Aleksandrov A.A. Prognozirovanie ostatochnykh napryazhenii voznikayushchikh pri termoobrabotke alyuminievykh splavov [Prediction of residual stresses arising during the heat treatment of aluminum alloys]. Inzhenernyi vestnik Dona [Engineering Bulletin of Don], 2015. No. 4 (38), p. 128.

11. Aleksandrov A.A, Livshits A.V. Prognozirovanie temperaturnogo polya dlya opredeleniya ostatochnykh napryazhenii voznikay-ushchikh pri termicheskoi obrabotke alyuminievykh splavov [Prediction of the temperature field to determine the residual stresses arising during the heat treatment of aluminum alloys]. Nauka i obrazovanie: nauchnoe izdanie N.E. Bauman MGTU [Science and Education: Scientific Edition of Bauman MSTU], 2014. No.7, pp. 36-47.

12. Tikhmenev B.N., Trakhtman L.M., Podvizhnoi sostav elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog: Teoriya raboty elektrooborudovaniya. Elektr. skhemy i apparaty [Rolling stock of electrified railways: Theory of electrical equipment. Electr. schemes and devices]. Moscow: Transport Publ., 1980. 471 p.: il.

13. Tushkanov B.A., Pushkarev N.G., Pozdnyakov L.A. et al. Elektrovoz VL85: Rukovodstvo po ekspluatatsii [Electric locomotive VL85: Operation manual]. Moscow: Transport Publ., 1995. 480 p.

14. Romanovskii A.I., Dul'skii E.Yu., Makarov V.V. Tyagovye apparaty i elektricheskoe oborudovanie: Uchebnoe posobie dlya vuzov zh.-d. transporta [Traction apparatus and electrical equipment: a textbook for railway transport universities]. Irkutsk: IrGUPS Publ., 2013. 84 p.

15. Zakharchenko D.D., Tyagovye elektricheskie apparaty [Traction electric devices]. Moscow: Transport Publ., 1991. 246 p.: il.

16. Sidorov V.V., Lytkina E.M., Konovalenko D.V. et al. Trekhtsiklovoi amplitudno-shirotno-preryvnyi sposob sushki izolyatsii elektricheskikh mashin [Three-cycle amplitude-width-intermittent method of drying the insulation of electrical machines]. Patent RF No. 2494517, 27.09.2013. Bull. No. 27.

17. Khudonogov, A.M., V.P. Smirnov, D.V. Konovalenko, I.S. Gamayunov et al. Printsipy upravleniya energopodvodom v protsessakh udaleniya vlagi iz izolyatsii obmotok tyagovykh elektricheskikh mashin [The principles of energy supply control in the process of removing moisture from the insulation of the windings of traction electric machines]. Energosberezhenie: tekhnologii, pribory, oborudovanie: Sb. nauchn. trudov [Energy saving: technologies, devices, equipment: Proc.]. In Kryukov A.V. (ed.). Irkutsk: IrGUPS Publ., 2009, pp.125 - 129.

18. Smirnov V.P., Khudonogov A.M. Shirotno-preryvnyi metod sushki uvlazhnennoi izolyatsii tyagovykh elektrodvigatelei [Width-intermittent method of drying humidified insulation of traction electric motors]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka [Scientific problems of transport in Siberia and the Far East], 2003. No.3, pp. 185-192.

19. A.M. Khudonogov, I.A. Khudonogov et al. Lokal'nyi sposob germetizatsii kompaundom izolyatsii lobovykh chastei obmotok tyagovykh elektricheskikh mashin [The local method of sealing the insulation compound of the frontal parts of the windings of traction electric machines]. Patent RF No. 2396669, 04.05.2009. Bull. No. 22.

20. Khudonogov I.A., Khudonogov E.G. et al. Sposob proizvodstva tselebnogo chaya iz lekarstvennykh rastenii [Method for the production of medicinal tea from medicinal plants]. Patent RF No. 2396669, 21.05.1999.

21. Khudonogov I.A., Ivanov V.N. Lokal'nyi sposob germetizatsii kompaundom izolyatsii lobovykh chastei obmotok tyagovykh elektricheskikh mashin [The local method of sealing the insulation compound of the frontal parts of the windings of traction electric machines]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Journal of Transsib Railway Studies], 2006. No. 4-1 (28), pp. 60-62.

Информация об авторах

Authors

Дульский Евгений Юрьевич - к. т. н., доцент, доцент кафедры электроподвижного состава, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: E.Dulskiy@mail.ru

Макарова Елена Игоревна - д. т. н., профессор кафедры электрической тяги, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург, e-mail: igor.rollet@inbox.ru

Ролле Игорь Александрович - к. т. н., доцент кафедры электрической тяги, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург, e-mail: igor.rollet@inbox.ru

Романовский Александр Игоревич, к. т. н., доцент, доцент кафедры электроподвижного состава, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: leex-38@rambler.ru

Evgenii Yur'evich Dul'skii - Ph.D. in Engineering Science, Assoc. Prof. of the Subdepartment of Electric Stock, Irkutsk State Transport University, e-mail: E.Dulskiy@mail.ru

Elena Igorevna Makarova - Doctor of Engineering Science, Professor, the Subdepartment of Electrical Traction, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, St. Petersburg, e-mail: igor.rollet@inbox.ru

Igor' Aleksandrovich Rolle - Ph.D. in Engineering Science, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, St. Petersburg, e-mail: igor.rollet@inbox.ru

Aleksandr Igorevich Romanovskii - Ph.D. in Engineering Science, Assoc. Prof. of the Subdepartment of Electric Stock, Irkutsk State Transport University, e-mail: leex-38@rambler.ru

оо ее I

Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4

Для цитирования

For citation

Дульский Е. Ю. Эффективная система управления электрокалориферной установкой для сушки увлажненной изоляции тяговых электродвигателей / Е. Ю. Дульский, А. И. Романовский, И. А. Ролле, Е. И. Макарова // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2019. - Т. 64, № 4. - С. 8087. - БО!: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).80-87

Dul'skii E.Y., Romanovskii A.I., Rolle I.A., Makarova E.I. Effek-tivnaya sistema upravleniya elektrokalorifernoi ustanovkoi dlya sushki uvlazhnennoi izolyatsii tyagovykh elektrodvigatelei [An efficient electric calorific installation control system for drying the humidified insulation of traction motors]. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyi analiz. Modelirovanie [Modern Technologies. System Analysis. Modeling], 2019. Vol. 64, No. 4. Pp. 80-87. DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).80-87

УДК 656.022 + 06 DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).87-95

О. Н. Числов 1, В. А. Богачев1, А. С. Кравец1, Т. В. Богачев 2, Е. В. Филина1

1 Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация 2Ростовский государственный экономический университет, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация Дата поступления: 18 октября 2019 г.

МУЛЬТИАГЕНТНЫЙ ПОДХОД В МАТЕМАТИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ГРУЗОПОТОКОВ

Аннотация. В статье предложены общие принципы организации и управления грузопотоками в мультимодальных транспортно-технологических системах на основе принципа мультиагентности, который в данном случае представляется с позиций эгалитарного подхода в теории благосостояния. С экономической точки зрения принципы функционирования современных систем определяются эффективностью организации транспортного процесса, когда каждый из его участников, выступающий в роли агента, получает некоторую достаточную для него выгоду. Рассматриваемый подход в управлении грузопотоками позволяет учесть в процессе их организации интересы различных субъектов транспортировки, которые при этом предполагаются равноправными в смысле значений целевых функций, используемых в процессе оптимизации. На основе инфраструктурных показателей рассматриваемого железнодорожного полигона и экономико-географических объемов накопления грузов построена математическая модель перевозочного процесса в припортовой транспортно-технологической системе, которая выражается в форме задачи целочисленного нелинейного программирования. Разработан и реализован алгоритм и доведена до численных результатов в среде компьютерной математики процедура нахождения оптимального распределения грузопотоков для случаев одной и двух целевых функций, представляющих собой временные показатели перевозочного процесса. В качестве объекта приложения метода рассматривается юго-западная часть Северо-Кавказской железной дороги, представляющая собой важную транзитную составляющую в международной мультимодальной транспортно-технологической системе и активно используемая при российском экспорте, в частности, зерновых грузов. Представлен способ сравнительной визуализации планов распределения грузопотоков, при котором наглядно демонстрируются результаты, получаемые при различных подходах к оптимизации.

Ключевые слова: мультимодальные перевозки; припортовая станция; распределение экспортных грузовых перевозок; критерий оптимизации; моделирование перевозочного процесса; зеленая логистика.

O. N. Chislov1, V. A. Bogachev1, A. S. Kravets1, T. V. Bogachev 2, E. V. Filina 1

1 Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, the Russian Federation

2 Rostov State University of Economics, Rostov-on-Don, the Russian Federation Received: October 18, 2019

MULTI-AGENT APPROACH IN MATHEMATICAL MODELING OF DISTRIBUTION OF REGIONAL CARGO FLOWS

Abstract. The article offers general principles of the organization and management of cargo flows in multimodal transport and technological systems based on the principle of multiagency. In this case, this principle is represented by an egalitarian approach in the theory of welfare. From an economic point of view, the principles offunctioning of modern systems are determined by the efficiency of the organization of the transport process, when each of its participants, taking on the role of an agent, receives some sufficient benefit for it. The considered approach to the cargo flow management allows us to take into account in the process of their organization the interests of various transportation entities, which are assumed to be equal in terms of the values of the objective functions used in the optimization process. Based on the infrastructural indicators of the railway polygon in question and the economic and geographical volumes of cargo accumulation, a mathematical model of the transportation process in the transport technological system adjacent to the port is constructed. The model is presented in the form ofproblem an integer nonlinear programming. An algorithm for finding the opti-

© О. Н. Числов, В. А. Богачев, А. С. Кравец, Т. В. Богачев, Е. В. Филина, 2019

87