Способ реализации тяги железнодорожного состава по системе распределения мощности
METHOD FOR RAILWAY TRAIN TRACTION ON POWER DISTRIBUTION SYSTEM

Уровень техники
Существуют способы реализации тяги железнодорожных составов по системе многих единиц с применением нескольких локомотивов. Например, патент RU 2482990 С2 реализует способ распределения мощности, применяя множество локомотивов, которые могут функционировать каждый по отдельности. Но отдельные локомотивы в этом случае имеют излишнюю функциональность и оборудование, которое повышает их стоимость. Кроме того, существуют трудности с конфигурацией и управлением состава разнотипных локомотивов. Намечается тенденция в мировом локомотивостроении на создание универсальных локомотивов.
Раскрытие изобретения
Предлагается отказаться от применения отдельных локомотивов, а реализовать способ распределения мощности и оптимизацию конфигурации состава посредством применения отдельных унитарно функциональных секций и законченных узлов одного универсального, распределенного, гибко-конфигурируемого локомотива.
Осуществление изобретения
Для осуществления распределения мощности и гибкой конфигурации состава предлагается использовать универсальный локомотив в следующем стандартном составе секций и узлов. Секция управления (1), грузовая тяговая (бустерная) секция (2), пассажирская тяговая (бустерная) секция (3), тяговая вагонная грузовая секция (4), тяговая вагонная пассажирская секция (5) и узел управления (6). В состав локомотива входит распределенная система конфигурирования и управления. В зависимости от задач локомотива и состава поезда комплектуется и конфигурируется по количеству и номенклатуре секций и узлов. Номенклатура секций и узлов локомотива, относительно стандартной, может быть увеличена для улучшения применимости.
Секция управления (1) представляет собой моторный вагон, способный перемещаться самостоятельно, в ней располагается локомотивная бригада, для которой созданы все необходимые условия для работы и проживания. Секция оснащена системой управления, связи и конфигурирования состава поезда, с помощью которой возможно перед поездкой выбрать количество, состав и расположение тяговых секций в поезде. Локомотивная бригада через систему управления может контролировать и управлять всеми частями и узлами поезда.
Реализация секции управления (1) возможна на платформе рельсового автобуса. Секция управления обычно располагается в голове поезда, но может располагаться в любом месте состава, наблюдение за безопасным движением в этом случае осуществляется посредством видеонаблюдения.
Система управления, связи и конфигурирования представляет собой программно-вычислительный и коммуникационный комплекс, включающий в себя все необходимые устройства безопасности, в том числе систему инфракрасного и видеонаблюдения. Система управления позволяет управлять поездом и его частями удаленно и с диспетчерского пункта, с жесткой системой допуска к управлению. Имеет также функцию антибуксования, автоведения и управления графиком движения в автоматическом режиме по заложенной перед отправлением программе. По датчикам ГЛОНАСС определяется положение и длина состава. Реализация системы управления имеет сложную техническую задачу, например обеспечение надежной связи, создание программного обеспечения и унификация интерфейса, но все подобные элементы уже реализованы в различных отраслях производства техники.
Грузовая тяговая секция (2) предназначена для использования в грузовых поездах и может быть реализована на платформе выпускаемых в Российской федерации бустерных грузовых секций, с присоединенным к ним узлом управления (6). Все системы и узлы секции управляются посредством узла управления (6) и не требуют непосредственного вмешательства человека.
Пассажирская тяговая секция (3) предназначена для использования в пассажирских поездах и может быть реализована на платформе выпускаемых в Российской федерации пассажирских локомотивов, с присоединенным к ним узлом управления (6), кабины в этом случае исключаются.
Тяговая вагонная грузовая секция (4) представляет собой моторный грузовой вагон с присоединенным узлом управления. Реализация возможна на основе выпускаемых в Российской федерации моторных вагонов.
Тяговая вагонная пассажирская секция (5) представляет собой моторный пассажирский вагон с присоединенным узлом управления. Реализация возможна на базе выпускаемых в Российской федерации моторных вагонов.
Расположение тяговых секций может быть в любом месте состава. Тяговые секции и вагоны имеют вариации по типу двигателя и питанию от контактной сети. Например - газотурбовоз, тепловозная секция, электровозная, питание 25 киловольт, 10 киловольт или 3 киловольта. Тяговая секция может производить маневровые работы, управление в этом случае осуществляется удаленно через узел управления с применением видеонаблюдения.
Узел управления (6) является одним из элементов системы управления, связи и конфигурирования. Включает в себя датчики ГЛОНАСС, устройство сбора информации телеметрии, универсальное устройство управления секциями и узлами состава, систему видеонаблюдения, систему связи и удаленного обмена информации. При установке на определенную секцию или вагон состава выполняется конфигурация узла под данный тип секции, например, путем внесения заводского номера секции или вагона. Подсоединяются необходимые электрические разъемные соединения. Конфигурация узла необходима обычно в момент пуска в эксплуатацию секции или вагона, но может быть переконфигурирована при необходимости. Узел управления (6) может быть установлен в начале или конце состава поезда для определения положения конечных точек поезда и видеонаблюдения в целях безопасности движения.
Реализация способа
При наличии универсального локомотива и системы управления, связи и конфигурирования, процесс реализации способа осуществлен в виде следующих последовательных действий. Первоначально определяется состав груза вес и количество вагонов. Затем определяется расстояние и рельеф местности. Далее планируется количество точек назначения. После уточнения этих исходных данных выполняется конфигурация распределенного локомотива, количество и положение вагонов, секций и узлов в составе. Конфигурация выполняется с помощью системы управления, связи и конфигурирования по известным методикам для тяги в системе многих единиц, например описанной в патенте RU 2482990 С2. Далее рассчитывается график движения и вводится в память системы управления. После выполнения вышеупомянутых действий движение поезда начинается по установленному времени и сигналу готовности от локомотивной бригады. В процессе движения и выполнения графика возможно присоединение или отсоединение различных секторов и секций поезда. Локомотивная бригада обычно обеспечивает безопасность движения. График движения выполняется программой, и корректируются диспетчером участка дороги по данным ГЛОНАСС и сообщениями локомотивной бригады. Далее после осуществления графика движения формируется сигнал конца пути, поезд расформировывается, снимается с контроля и завершаются все действия способа.
Описание чертежей
Обозначение объектов описано в осуществлении изобретения. На Фиг. 1 представлен рисунок примера поезда с применением секций с тягой по трем системам питания, тепловозной, электротяги 2 5 киловольт и 3 киловольта. На Фиг. 2 представлен пример состава большегрузного поезда со сложным рельефом пути. На Фиг. 3 представлен пример пассажирского поезда с увеличенным количеством вагонов и возможностью отцепки сегмента состава в точке промежуточного прибытия. На Фиг. 4 представлен пример маневровой конфигурации. Количество и состав безмоторных вагонов представлен условно, без обозначения.
Технический результат
Предлагаемый способ позволяет получить следующие цели. Разработка и выпуск универсального электровоза сузит номенклатуру выпускаемых локомотивов и позволит внедрить крупносерийное и массовое производство секций и узлов, что уменьшит стоимость производства и ремонта локомотивов. Новизна получения заданных характеристик не в момент проектирования, а в момент формирования состава позволит применить этот метод для участков с различным типом контактной сети и рельефа местности. Гибкость выбора центра управления составом в процессе движения позволит уменьшить, а в некоторых случаях полностью сократить локомотивную бригаду. Оптимизация количества тяговых секций позволит уменьшить нагрузку на ось и получить экономию топлива и электроэнергии. Возможность применения бустерных секций в качестве маневровых локомотивов с удаленным управлением позволит отказаться от специализированого маневрового локомотива. Быстрая смена дефектных секций благодаря унификации и удаленному управлению приведет к сокращению времени ремонтов и инцидентов со срывом графика движения. Применение видеонаблюдения и камер ночного видения повысит безопасность движения. Сокращение количества локомотивных кабин снизит затраты на изготовление локомотива. Распределение тяговых секций по составу сократит нагрузку на сцепку, что исключит возможность обрыва сцепки.