СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАНЕВРОВОЙ СОРТИРОВОЧНОЙ ГОРКИ, А ТАКЖЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ УКАЗАННОЙ ГОРКИ
METHOD OF OPERATION OF MANEUVERING SORTING HILL, AND CONTROL DEVICE THEREFOR

На маневровых сортировочных горках вагоны или группы вагонов, называемые также отцепами, за счет действующей на отцепы силы тяжести сортируют с пути на возвышенности на различно-направленные сортировочные пути. Для обеспечения эффективности и надежности на сортировочных горках, как правило, в значительной степени автоматизирую процесс работы. Предназначенная для этих целей автоматизированная система управления известна, например, из опубликованного фирмой документа «Система Trackguard Cargo MSR32 автоматизации формирования поездов – больше эффективности и безопасности грузоперевозок», Кат.-№ А19100-V100-B981, Сименс АГ 2014 г.
Принципиально при эксплуатации сортировочной горки необходимо максимально точное прогнозирование характера движения отцепов. С одной стороны это необходимо для того, чтобы отцепы не нагоняли друг друга во время их движения в направлении сортировочных путей, так как это может привести к авариям или повреждению отцепов или перевозимых грузов. Максимально точное прогнозирование характера движения отдельных отцепов обеспечивает также возможность максимального повышения производительности сортировочной горки, т.е. максимального увеличения количества вагонов, сортируемых за определенное время.
Важнейшим параметром при управлении сортировочной горкой является действующее на отцепы сопротивление от кривизны пути. Сопротивление от кривизны пути – это сопротивление трения, возникающее при движении рельсового транспорта по кривой. Причиной этого является то, что на кривой колесо на наружной дуге кривой проходит большее расстояние, чем колесо на внутренней дуге кривой. Из-за жесткого соединения колес на одной оси у рельсового транспорта оба колеса движутся с одинаковой окружной скоростью. Определенную разницу в пути можно нивелировать конусностью рабочей поверхности колеса, однако на малых радиусах разница в пути между наружным и внутренним рельсом такова, что ее можно компенсировать только движением скольжения. Возникающее при этом трение вызывает торможение соответствующего транспортного средства и, тем самым, изменение хода движения.
Из-за топологии путей на сортировочной горке технической ранжировки, называемой также устройством для формирования поездов, сопротивление от кривизны пути оказывает значительное влияние на свободное движение отцепов. Следовательно, определение и прогнозирование сопротивления от кривизны важно для эффективного управления путевыми замедлителями для регулирования скорости отцепов. При этом необходимо учитывать, что возникающее сопротивление от кривизны можно использовать и для определения и прогнозирования действующего на отцепы сопротивления качения. В результате пропускная способность и качество ранжировки соответствующих сортировочных горок непосредственно или опосредовано зависят от точности определения сопротивления от кривизны пути. Если пропускную способность горки определяет главным образом количество сортируемых за заданное время отцепов, то качество сортировки зависит, в частности, от надежности предотвращения угловых наездов и наката отцепов с недопустимо высокой скоростью.
В основе данного изобретения лежит задача предложить способ эксплуатации маневровой сортировочной горки, обеспечивающий возможность повышения пропускной способности и/или качества ранжировки сортировочной горки путем более эффективного определения сопротивления от кривизны пути.
Согласно изобретению эту задачу решают посредством способа эксплуатации маневровой сортировочной горки, причем для соответствующих отцепов в виде вагонов или групп вагонов определяют, по меньшей мере, на одной кривой на пути соответствующего отцепа несколько фаз прохождения кривой и, по меньшей мере, величину сопротивления от крутизны кривой, причем для различных фаз прохождения кривой используют разные модели расчетов и управляют, по меньшей мере, одним путевым замедлителем сортировочной горки с учетом, по меньшей мере, одного определенного параметра сопротивления от крутизны кривой.
Согласно первому этапу способа по данному изобретению способ отличается в первую очередь тем, что для соответствующих отцепов в виде вагонов или групп вагонов определяют для соответствующей кривой на пути соответствующего отцепа несколько фаз прохождения кривой. В ходе многочисленных исследований и опытов было выявлено, что отцепы проходят кривую, как правило, не равномерно, а с разными фазами прохождения кривой. Поэтому в рамках способа по данному изобретению на его первом этапе определяют соответствующие фазы прохождения, по меньшей мере, одной кривой на пути соответствующего отцепа.
Согласно второму этапу способа по данному изобретению определяют, по меньшей мере, один параметр сопротивления от крутизны, по меньшей мере, одной кривой, причем для определенных фаз прохождения кривой используют разные модели расчетов. Это означает, что сопротивление от крутизны кривой для разных фаз прохождения кривой рассчитывают разным образом. В соответствующих моделях расчетов учитывают определенные характеристики динамики движения, полученные предпочтительно, в частности, путем измерений и многотельного моделирования.
Согласно третьему этапу способа по данному изобретению, по меньшей мере, путевым замедлителем сортировочной горки управляют с учетом, по меньшей мере, величины сопротивления от крутизны кривой. При этом, с одной стороны, по меньшей мере, один параметр сопротивления от крутизны кривой учитывают, заводя его в качестве параметра непосредственно в устройство управления путевого замедлителя. С другой стороны, по меньшей мере, одну определенную величину сопротивления от крутизны кривой используют для расчета других величин или параметров, которые затем заводят в устройство управления, по меньшей мере, одного путевого замедлителя. В частности, как описано выше, сопротивление качения соответствующего отцепа является также важным параметром воздействия при управлении маневровой сортировочной горкой. На практике существует проблема невозможности непосредственного измерения с необходимой точностью сопротивления качения отцепа. Следовательно, задачей системы управления для маневровой сортировочной горки является определение сопротивления качения отцепа на основе имеющихся данных измерений и его оценка путем прогнозирования для следующего отрезка пути. При этом определение сопротивление качения на основе имеющихся данных измерений осуществляют, например, таким образом, чтобы определить сначала общую величину сопротивления, действующего на соответствующий отцеп, например на основе зафиксированной разницы скоростей, а затем вычесть из общего сопротивления долю других видов сопротивления, например сопротивления воздуха, сопротивление стрелки, а также, в частности, сопротивление от крутизны пути. Оставшуюся после соответствующего вычитания разницу принимают за сопротивление качения соответствующего отцепа или используют в качестве входного параметра для прогнозирования соответствующего сопротивления качения. Таким образом, улучшение определения возникающего сопротивления качения обеспечивает, в конечном итоге, более высокую степень оценки величины сопротивления качения и способствует за счет этого улучшению прицельного торможения. Таким образом, это обеспечивает эффективную и экономичную ранжировку, в отдельных случаях без осаживателя.
В основу способа по данному изобретению положен принципиальный вывод о том, что определение различных фаз прохождения кривой и использование разных моделей расчетов для этих фаз прохождения кривой при определении, по меньшей мере, величины сопротивления от крутизны конкретной кривой значительно повышает точность определения сопротивления от крутизны кривой. Учет, по меньшей мере, определенного таким образом параметра сопротивления от крутизны кривой при управлении, по меньшей мере, путевым замедлителем сортировочной горки предпочтительно повышает пропускную способность сортировочной горки. Альтернативно или дополнительно обеспечена возможность повышения качества ранжировки сортировочной горки за счет надежного предотвращения даже при неблагоприятных условиях эксплуатации аварий или повреждений ранжируемых вагонов или их груза, например, от угловых наездов или недопустимой степени ударов от наката вагонов друг на друга.
Необходимо отметить, что определение, по меньшей мере, одного параметра сопротивления от крутизны пути, по меньшей мере, на одной кривой пути соответствующего отцепа осуществляют как в процессе сортировки, так и до ее начала. Это означает, что существует возможность осуществления полного определения или прогнозирования возникающего сопротивления от крутизны пути еще до начала сортировки соответствующего отцепа. В зависимости от архитектуры используемой системы управления целесообразно осуществлять соответствующее определение сопротивления от крутизны пути только на этапе сортировки, например, децентрализовано от соответствующего устройства управления путевого замедлителя.
Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления способа по данному изобретению фазы прохождения кривой определяют согласно особенностям соответствующего отцепа. Специфичное для соответствующего отцепа определение фаз прохождения кривой, т.е. учет особенностей соответствующего конкретного отцепа предпочтительно дополнительно повышает точность определения, по меньшей мере, одного параметра сопротивления от крутизны, по меньшей мере, одной кривой. Так было выявлено, что движение разных видов товарных вагонов на одинаковых отрезках кривой отличается друг от друга и поэтому предпочтительно определение фаз прохождения кривой согласно особенностям соответствующего отцепа. При этом определяют предпочтительно специфично для соответствующего отцепа как вид конкретной фазы прохождения кривой, так и ее продолжительность. Альтернативно существует принципиальная возможность характерного определения для соответствующего отцепа только вида или только продолжительности фазы прохождения кривой.
Предпочтительно в усовершенствованном варианте осуществления способа по данному изобретению определяют, по меньшей мере, следующие фазы прохождения кривой: фазу входа, квазистатичную фазу, фазу выхода. Это предпочтительно, так как выяснилось, что, в частности на входе и на выходе из кривой возникают условия, явно отличающиеся от условий прохождения промежуточной между ними квазистатичной фазы по воздействию сопротивления от прохождения кривой. Уже только определение или установление этих отличий трех указанных фаз прохождения кривой предпочтительно явно повышает точность определения сопротивления от крутизны соответствующей кривой, что, в конечном итоге, согласно вышеизложенному обеспечивает повышение пропускной способности и/или качества ранжировки сортировочной горки.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту осуществления способа по данному изобретению дополнительно определяют, по меньшей мере, одну из следующих фаз прохождения кривой: изменение радиуса кривой, смену направления кривой, переходные кривые, промежуточную прямую. При этом под переходной кривой понимают элемент трассы, соединяющий две круговые кривые или прямую и круговую кривую. При этом переходная кривая отличается наличием разных радиусов кривизны в любой своей точке. Промежуточная кривая соответствует ситуации, когда после выхода первой поворотной тележки из первой кривой сначала следует короткая фаза выхода, продолжительность которой соответствует длине промежуточной прямой. Затем с входом первой поворотной тележки во вторую кривую наступает особая фаза прохождения кривой, в которой промежуточная прямая расположена под вагоном, а вторая поворотная тележка еще проходит первую кривую. Эта фаза прохождения кривой в рамках данного описания обозначена как промежуточная прямая. Дополнительное учитывание, по меньшей мере, одной из указанных фаз прохождения кривой предпочтительно обеспечивает в зависимости от конкретного отцепа дальнейшее улучшение определения, по меньшей мере, одного параметра сопротивления от крутизны, по меньшей мере, одной кривой.
Предпочтительно способ по данному изобретению также реализуют с учетом при выборе той или иной модели расчетов, по меньшей мере, одного параметра, характеризующий соответствующий отцеп. По меньшей мере, одним характеризующим соответствующий отцеп параметром является, например, по меньшей мере, тип ходовой тележки, межосевое расстояние, параметр жесткости ходовой тележки или расстояние между шкворнями поворотной тележки. Учет при выборе модели расчетов соответствующей фазы прохождения кривой, по меньшей мере, одного такого параметра, характеризующего соответствующий отцеп, предпочтительно обеспечивает, например, при расчете, по меньшей мере, одного параметра сопротивления от крутизны кривой возможность учета специфических характеристик ходовой тележки, например задержку вращения поворотной тележки или жесткость тележки с двойной рессорной серьгой. В используемых соответственно моделях расчетов при этом предпочтительно учитывают характеристики динамики движения, полученные, в частности, измерениями и многотельным моделированием.
Альтернативно или дополнительно к описанным вариантам осуществления способа по данному изобретению его усовершенствуют за счет учета при выборе соответствующей модели расчетов, по меньшей мере, параметра, характеризующего конкретные условия окружающей среды. При этом с помощью, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего конкретные условия окружающей среды, учитывают, например, конкретные погодные условия, т.е. наличие влаги, снега и/или льда, что дополнительно повышает точность определения возникающего сопротивления от крутизны кривой.
Предпочтительно способ по данному изобретению реализуют также путем выбора соответствующей модели расчетов на основе дерева выбора. Использование дерева выбора при выборе соответствующей модели расчетов предпочтительно, так как обеспечивает простой, полностью определенный и быстрый выбор модели расчетов для соответствующей ситуации.
Изобретение относится также к устройству управления для маневровой сортировочной горки.
В основе данного изобретения лежит задача предложить устройство управления для маневровой сортировочной горки, обеспечивающее повышение пропускной способности и/или качество ранжировки сортировочной горки за счет улучшенного определения возникающего сопротивления от крутизны пути.
Согласно изобретению эту задачу решают посредством устройства управления для маневровой сортировочной горки, причем устройство управления предназначено для определения для соответствующих отцепов в виде сортируемого вагона или групп вагонов нескольких фаз прохождения, по меньшей мере, одной кривой на пути соответствующего отцепа, причем для полученных фаз прохождения кривой используют разные модели расчетов, и для управления, по меньшей мере, путевым замедлителем сортировочной горки с учетом, по меньшей мере, одного определенного параметра сопротивления от крутизны пути.
Устройство управления по данному изобретению включает наряду с техническими компонентами, например, в виде соответствующих процессоров и накопителей, также и программные компоненты, например, в виде программных кодов моделирования характера движения отцепов. С технической точки зрения устройство управления может быть выполнено как в виде центрального поста управления сортировочной горкой технической ранжировки, так и в виде автономного устройства управления, например, в виде вагонного замедлителя нижней тормозной позиции или устройства управления паркового вагонного замедлителя. Кроме этого система управления по данному изобретению предпочтительно выполнена в виде разгруппированной системы управления, т.е. включает центральный пост управления и автономные устройства управления путевыми замедлителями.
Преимущества устройства управления по данному изобретению соответствуют преимуществам способа по данному изобретению и поэтому при их описании указаны ссылки на приведенные выше выкладки. Это относится также и к указанным ниже предпочтительным вариантам осуществления устройства управления по данному изобретению и поэтому при их описании указаны ссылки на приведенные выше пояснения.
Предпочтительно устройство управления по данному изобретению предназначено для учитывания при определении фаз движения по кривой параметра, характеризующего соответствующий отцеп.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту усовершенствования устройство управления по данному изобретению предназначено для определения, по меньшей мере, следующих фаз движения по кривой: фазы входа, квазистатичной фазы, фазы выхода.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту усовершенствования устройство управления по данному изобретению предназначено для определения, по меньшей мере, следующих дополнительных фаз: изменения радиуса кривой, изменения направления кривой, переходных кривых, промежуточных прямых.
Предпочтительно устройство управления по данному изобретению предназначено для учета при выборе соответствующей модели расчетов, по меньшей мере, параметра, характеризующего конкретный отцеп.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту устройство управления по данному изобретению предназначено для учитывания при выборе соответствующей модели расчетов, по меньшей мере, параметра, характеризующего конкретные условия окружающей среды.
Предпочтительно в устройстве управления по данному изобретению выбор соответствующей модели расчета осуществляется посредством дерева выбора.
Далее изобретение более подробно раскрыто на основе примеров его осуществления. Для этого на чертежах представлено следующее:
фиг. 1 – план-схема примера выполнения сортировочной горки с примером выполнения устройства управления по данному изобретению;
фиг. 2 – схема примера выполнения дерева выбора, используемого в рамках примера осуществления способа по данному изобретению;
фиг. 3 – первое схематическое изображение сопротивления от крутизны пути в качестве функции места по отношению к первой кривой пути и к первому отцепу;
фиг. 4 – второе схематическое изображение сопротивления от крутизны пути в качестве функции места по отношению ко второй кривой пути и ко второму отцепу;
фиг. 5 – первый пример выполнения различных фаз движения по кривой на первой диаграмме местных координат х и у по отношению к первому отцепу;
фиг. 6 - второй пример выполнения различных фаз движения по кривой на второй диаграмме местных координат х и у по отношению ко второму отцепу.
На фиг. соответствующие друг другу компоненты и величины имеют идентичные условные обозначения.
На фиг. 1 показана план-схема примера выполнения сортировочной горки 10 с примером выполнения системы управления по данному изобретению. При этом в верхней части фиг. 1 показана схема путей сортировочной горки 10, а в нижней части фигуры показан профиль или продольный разрез сортировочной горки 10.
Согласно изображению на фиг. 1 сортировочная горка 10, являющаяся частью маневрового сортировочного участка железнодорожной транспортной системы, включает скоростной уклон 20, к которому в направлении спуска примыкают промежуточный уклон 30, зона 40 сортировки с разделительными стрелками 80-86, а также сортировочные пути 50-57. Также на фиг. 1 показаны путевые замедлители в виде вагонных замедлителей 60-61 нижней тормозной позиции и парковых вагонных замедлителей 70-77.
Наряду с указанными компонентами сортировочной горки 10 в качестве примера показаны отцепы 100 и 101, поднятые или отцепленные горочным локомотивом на сортировочную горку и движущиеся под воздействием силы тяжести вдоль сортировочной горки 10. Внимание сконцентрировано на первый в направлении движения отцеп 100, причем в его отношении принято, что он предназначен для сортировочного пути 50 и проходит на своем пути путевые замедлители 60 и 70.
На фиг. 1 показано также устройство 200 для управления вагонными замедлителями 60-61 нижней тормозной позиции, соединенное проводными или беспроводными коммуникациями 210 и 211 с вагонными замедлителями 60-61 нижней тормозной позиции. Соответствующим образом парковые вагонные замедлители 70-77 коммутированы с устройством 220 управления парковыми вагонными замедлителями. Для наглядности на фиг. 1 только в качестве примера показана коммуникация 221 между парковым вагонным замедлителем 77 и устройством 220 управления парковыми вагонными замедлителями. Устройство 200 для управления вагонными замедлителями 60-61 нижней тормозной позиции и устройство 220 управления парковыми вагонными замедлителями соединены коммуникациями 231 или 232 с центральным постом 230 управления сортировочной горки 10. Это означает, что компоненты 200, 220 и 230 вместе образуют систему управления путевыми замедлителями в виде вагонных замедлителей 60-61 нижней тормозной позиции и парковых вагонных замедлителей 70-77 в виде разгруппированной системы управления. Возможен, например, альтернативный вариант, в котором вагонные замедлители 60-61 нижней тормозной позиции и парковые вагонные замедлители 70-77 соединены непосредственно с центральным постом 230 управления.
Управление вагонными замедлителями 60-61 нижней тормозной позиции и парковыми вагонными замедлителями 70-77 сортировочной горки 10 осуществляют согласно примеру осуществления способа по данному изобретению относительно отцепа 100 таким образом, чтобы определить для него на первом технологическом этапе способа, по меньшей мере, величину сопротивления от крутизны пути, по меньшей мере, на одной кривой на пути отцепа 100 с учетом типа ходовой тележки отцепа 100. В этом примере осуществления кривой является, например, кривая между разделительной стрелкой 82 и парковым вагонным замедлителем 70.
Предпочтительно фазы прохождения кривой определяют при этом конкретно для отцепа 100. Это означает, что при определении длины и/или вида фаз прохождения кривой учитывают, по меньшей мере, параметр отцепа 100. При этом речь идет, например, о количестве вагонов, количестве осей, расстоянии между шкворнями тележек и/или, по меньшей мере, о типе ходовой тележки отцепа 100.
В рамках описанного примера осуществления принято, что в качестве фаз прохождения кривой наряду с фазой входа или фазой выхода из соответствующей кривой учитывают фазу квазистатичного прохождения кривой между двумя указанными фазами. В зависимости от характера соответствующей кривой существует также возможность наличия изменения радиуса кривой, смены направления кривой, переходной кривой, а также промежуточной прямой в качестве соответствующе возможной отдельной фазы прохождения кривой.
В рамках описанного примера осуществления способа по данному изобретению фазы прохождения кривой определяют как относительно начала определенной фазы, так и относительно продолжительности соответствующей фазы с учетом конкретной топологии ж/д-пути., т.е. на основе известного характера соответствующего отрезка пути. При этом используют полученные эмпирическим путем формулы расчета или модели расчетов, выведенные, например, на основе полученных в серии измерений параметров с учетом многотельного моделирования, а также на основе специфических особенностей конкретного отцепа. При этом параметрию моделей расчетов осуществляют, например, с применением адаптивного метода.
На втором технологическом этапе описанного примера осуществления способа по данному изобретению определяют, по меньшей мере, параметр сопротивления от крутизны, по меньшей мере, одной кривой, причем для определенных фаз прохождения кривой используют разные модели расчетов. При этом при выборе соответствующей модели расчетов предпочтительно учитывают, по меньшей мере, специфический параметр соответствующего отцепа. Таким специфическим параметром соответствующего отцепа является, например, количество вагонов, количество осей, расстояние между шкворнями тележек и/или, по меньшей мере, тип ходовой тележки отцепа 100. Альтернативно или дополнительно к учету, по меньшей мере, специфического параметра соответствующего отцепа при выборе соответствующей модели расчетов учитывают также, по меньшей мере, специфический параметр конкретных условий окружающей среды.
Определение величины сопротивления от крутизны кривых на пути отцепов имеет для маневровых сортировочных горок принципиальное значение, так как соответствующее сопротивление от крутизны пути значительно влияет на характер движения отцепов. Например, товарные вагоны движутся по автоматической системе формирования поездов автономно под действием силы тяжести и их направляют не предназначенные для них сортировочные пути посредством автоматических стрелок. При этом свободное движение товарных вагонов или отцепов необходимо постоянно контролировать по соображениям безопасности. Так как в автономно сходящих товарных вагонах, как правило, отсутствует техническая возможность непрерывного регулирования скорости, то скорость соответственно регулируют исключительно посредством точечно установленных по ходу движения путевых замедлителей. Следствием этого является необходимость прогнозирования хода вагонов между замедлителями, чтобы своевременно выявить возможные опасные ситуации.
Необходимо отметить, что в рамках описанного способа, по меньшей мере, один параметр сопротивления от крутизны пути отцепа 100 определяют как для находящейся на пути впереди кривой, так и для пройденной кривой.
Это означает относительно находящейся на пути впереди кривой, например для показанной на фиг. 1 ситуации с указанной кривой между разделительной стрелкой 82 и парковым вагонным замедлителем 70, что для этой кривой прогнозируют сопротивление от крутизны пути, чтобы учесть его при управлении путевым замедлителем перед этой кривой, т.е. в данном случае вагонным замедлителем 60 нижней тормозной позиции.
Несмотря на то, что для сопротивления качению отцепа почти не существует подходящих моделей оценки, существует возможность определения сопротивления от крутизны пути, по меньшей мере, на уже пройденной отцепом 100 кривой и его учитывания при расчете или прогнозировании сопротивления качения соответствующего отцепа. В показанной на фиг. 1 ситуации это относится к кривой между первой стрелкой и вагонным замедлителем 60 нижней тормозной позиции. Конкретно это осуществляют, например, путем определения устройством 200 управления вагонным замедлителем нижней тормозной позиции сначала общей величины воздействующего на отцеп 100 сопротивления. Это основано, например, на законе сохранения энергии с использованием разности между скоростями, полученной от колесных датчиков или наземных измерительных радаров. Затем из суммы общего сопротивления вычитают долю сопротивления, известную или прогнозируемую с достаточной степенью точности, например сопротивление воздуха, сопротивление стрелок и возникающее сопротивление от кривизны пути. Остаток принимают за сопротивление качению и используют в качестве входного параметра для прогнозирования сопротивления качению на оставшемся отрезке пути.
На третьем технологическом этапе описанного примера осуществления способа по данному изобретению управляют, по меньшей мере, путевым замедлителем сортировочной горки 10 с учетом, по меньшей мере, одного определенного параметра сопротивления от крутизны кривой. Согласно изображению на фиг. 1 по отношению к отцепу 100 и предназначенному ему пути – это вагонный замедлитель 60 нижней тормозной позиции и/или парковый вагонный замедлитель 70. Результатом учета типа ходовой тележки отцепа 100 и связанного с этим более точного определения или прогнозирования возникающего сопротивления от крутизны пути, а также вытекающих из этого более точных оценочных параметров сопротивления качению является повышение точности целевого торможения. С одной стороны, это обеспечивает более эффективную сортировку, даже без использования осаживателя; с другой стороны, это обеспечивает за счет улучшенного прогнозирования хода движения отцепов 100, 101 предотвращение нагона или угловых наездов отцепов 100, 101, что повышает качество ранжировки сортировочной горки 10. Таким образом, улучшенное определение возникающего сопротивления от крутизны пути в целом обеспечивает повышение пропускной способности и качества ранжировки маневровой сортировочной горки 10.
Для осуществления указанного способа система управления, по меньшей мере, с одним из таких компонентов, как центральный пост 230 управления, устройство 200 управления вагонными замедлителями нижней тормозной позиции или устройство 220 управления парковыми вагонными замедлителями, включает наряду с техническим компонентами в виде соответствующих процессоров и накопителей также программные компоненты в виде программных кодов модулирования характера движения отцепов 100, 101. Здесь необходимо указать на то, что при управлении вагонными замедлителями нижней тормозной позиции 60, 61 и парковыми вагонными замедлителями 70-77 учитывают следующий за отцепом 100 отцеп 101, а также, при необходимости, отцеп, идущий или прошедший перед отцепом 100. При этом необходимо принимать во внимание соответствующий общий отрезок пути отцепов 100, 101, чтобы избежать наката и обеспечить надежное срабатывание разделительных стрелок 80-86 в сортировочной зоне 40. Кроме этого в рамках способа учитывают и другие граничные условия, например максимальные скорости движения на отрезке пути.
Далее примеры осуществления способа по данному изобретению раскрыты на основе фиг. 2 -6.
На фиг. 2 показана схема примера выполнения дерева выбора, используемого в рамках примера осуществления способа по данному изобретению.
В рамках описанного способа выбор соответствующей модели расчетов осуществляют предпочтительно посредством дерева выбора. При этом использование конкретной модели зависит предпочтительно наряду с соответствующим сопротивлением от крутизны кривой и, по меньшей мере, от специфического параметра соответствующего отцепа и/или, по меньшей мере, от дополнительного специфического параметра конкретных условий окружающей среды. В результате выбирают конкретную модель расчетов сопротивления от крутизны кривой, соответствующую ситуации. Это осуществляют предпочтительно посредством дерева выбора, показанного, например, на фиг. 2.
На фиг. 2 показано дерево выбора с тремя уровнями L1, L2 и L3. Для простоты понимания показана только часть всего дерева выбора, в частности та часть, которую используют по ситуации на фиг. 1 для отцепов в виде одиночных вагонов. Соответственно на уровне L1 дерева выбора производят ответвление на ветку 300, если выполнен критерий выбора «одиночный вагон». Исходя из этого, на уровне L2 дерева выбора производят дифференсацию по специфическому параметру соответствующего вагона, которым согласно вышесказанному является, например, тип ходовой тележки вагона или количество осей. Например, на фиг. 2 показаны две ветки 310 и 320, причем ветка 310 соответствует критерию выбора «двухосный», а ветка 320 соответствует критерию выбора «четырехосный». Альтернативно ветка 310 может соответствовать критерию выбора «тележка с двойной рессорной серьгой», а ветка 320 – критерию выбора «поворотная тележка Y25». Как показано на фиг. 2, в зависимости от конкретных условий и требований могут быть предусмотрены и другие ветки для других типов ходовых тележек.
На следующем уровне L3 дерева выбора предусмотрены различные ветки для различных фаз прохождения кривой. При этом видно, что для двух различных типов вагонных или ходовых тележек учтено различное количество фаз прохождения кривой. Так, например, принято, что для отцепов, отвечающих на уровне L2 критериям выбора 310, на третьем уровне L3 существует критерий выбора 311 для фазы прохождения кривой «фаза входа», критерий 312 для фазы прохождения кривой « квазистатичное прохождение» и критерий выбора 313 для фазы прохождения кривой «фаза выхода». В отличие от этого принято, что вагону, отвечающему критерию выбора 320, соответствует критерий выбора 321 фазы «входа» прохождения кривой, критерий выбора 322 «квазистатичной» фазы прохождения кривой, критерий выбора 323 фазы «выхода» прохождения кривой и критерий выбора 324 дополнительной фазы «смены направления кривой». В основе этого лежит вывод о том, что для разных типов товарных вагонов из-за разных характеристик динамики движения релевантны разные фазы прохождения кривой.
Необходимо отметить, что на практике в зависимости от конкретных условий используют деревья выбора с дополнительными уровнями. Это обеспечивает возможность учета одного или нескольких дополнительных параметров, характеризующих соответствующий отцеп и\или конкретные условия окружающей среды. Примером соответствующих параметров служит межосевое расстояние у товарных вагонов с тележкой с двойной рессорной серьгой, расстояние между шкворнями тележек у вагонов с поворотной тележкой Y25 или параметр условий окружающей среды, например погодные условия, т.е. влага или снег.
На фиг. 3 показана относительно первой кривой и отцепа с первым типом ходовой тележки первая схема сопротивления от крутизны кривой в качестве функции места. При этом принято, что отцеп является одиночным вагоном и первым типом ходовой тележки в данном примере осуществления является тележка с двойной рессорной серьгой.
b
1
4
В верхней части фиг. 3 показано сопротивление wв качестве функции отрезка пути или места s. В нижней части фиг. 3 показан в виде «аркады» В ход рассматриваемой кривой пути в качестве функции места s. При этом ясно, что кривая проходит между точками s и s.
b
b
b
max
b
3
q
max
q
В верхней части фиг. 3 видно, что в рамках определения сопротивления w от крутизны кривой различают три фазы прохождения кривой Р1, Р2 и Р5. В первой фазе прохождения кривой Р1, соответствующей фазе входа, в соответствии с конкретной моделью расчетов сначала происходит непрерывное повышение сопротивления w от крутизны кривой. При этом начинается фаза Р1 входа первой оси отцепа в кривую. Сопротивление w от крутизны кривой достигает максимального значения в фазе Р1 входа в точке и обозначено на фиг. 1 как w. Затем сопротивление w от крутизны кривой падает на следующем участке до точки sдо значения w сопротивления следующей фазы Р2 прохождения кривой, называемой также квазистатичной фазой. Необходимо отметить, что в зависимости от соответствующего межосевого расстояния отцепа выбирают и модель расчетов, при которой w = w.
ax
4
b
b
5
3
4
b
ax
Согласно изображению на фиг. 3 в рамках данного примера осуществления принято, что фаза Р1 входа заканчивается после отрезка пути, соответствующего двойному межосевому расстоянию l товарного вагона с тележкой с двойной рессорной серьгой. После фазы Р1 входа следует квазистатичная фаза Р2. За ней следует фаза Р5 выхода, начиная с выходом первой оси вагона из кривой в точке s. В фазе Р5 выхода сопротивление w от крутизны кривой непрерывно падает до 0, причем сопротивление w от крутизны кривой в точке s, т.е. через половину длины вагона пропадает. В этой связи необходимо отметить, что изображение по фиг. 3 и 4 при указании точки s относится соответственно к первой оси в направлении движения соответствующего отцепа. Продолжительность квазистатичной фазы Р2 между точками s и s вытекает из разницы длины кривой l и двойного межосевого расстояния l.
На фиг. 4 относительно второй кривой и отцепа со вторым типом ходовой тележки показана вторая схема сопротивления от крутизны кривой в качестве функции места. При этом в рамках примера осуществления по фиг. 4 принято, что соответствующий отцеп является четырехосным вагоном с поворотной тележкой Y25.
Изображение по фиг. 4 соответствует по своему типу изображению по фиг. 3. При сравнении обеих фигур видно, что в примере осуществления по фиг. 4 в качестве показанной аркады В рассматривают кривую со сменой направления, т.е. с изменением направления кривой. Для принятого в рамках данного примера осуществления четырехосного вагона с поворотными тележками Y25 различают согласно фиг. 4 пять фаз прохождения кривой Р1, Р2, Р3, Р4 и Р5.
1
2
b
При этом наряду с фазой входа Р1, квазистатичной фазой Р2 и фазой выхода Р5 в отличие от фиг. 3 дополнительно учитывают фазу Р3 смены направления и дополнительную квазистатичную фазу Р4. Фаза входа Р1 начинается в точке s с входом первой поворотной тележки товарного вагона в кривую и продолжается до моменте входа в кривую и второй поворотной тележки. В этот момент передняя ось вагона находится в точке s. Далее следует квазистатичная фаза Р2, которая завершается в момент смены радиуса кривой на первой поворотной тележке. Фаза Р3 смены направления определена нахождением обеих поворотных тележек рассматриваемого отцепа на кривых с разными направлениями дуги. Как при смене направления, так и при изменении радиуса с сохранением направления кривой действует повышенное сопротивление от крутизны кривой, предпочтительно учитываемое при определении сопротивления w от крутизны кривой.
1
2
3
4
5
6
dz
b
dz
b
b
e
q
w
a
В результате соответствующих испытаний установлено, что у четырехосного вагона с поворотными тележками Y25 расстояние между шкворнями тележек оказывает решающее влияние на длину фаз прохождения кривой. Так согласно изображению по фиг. 4 продолжительность ограниченной точками s и s фазы Р1 входа, ограниченной точками s и s фазы Р3 смены направления и ограниченной точками s и s фазы выхода Р5 соответствует расстоянию l между шкворнями тележек отцепа. Продолжительность квазистатичных фаз Р2 и Р4 соответствует длине l кривой за вычетом расстояния l между шкворнями тележек. При этом согласно изображению по фиг. 4 сопротивление w от крутизны кривой в получает рамках моделирования ступенчатый характер, причем значение сопротивление w от крутизны кривой в фазе Р1 входа обозначено как w, в квазистатичных фазах Р2 и Р4 – как w, в фазе Р3 смены направления – как w и в фазе Р5 выхода – как w.
При сравнении фиг. 3 и 4 ясно видно, что определение фаз прохождения кривой для конкретного отцепа и использование затем разных моделей расчетов при определении параметра сопротивления от крутизны, по меньшей мере, соответствующей кривой как относительно вида и продолжительности фаз прохождения кривой, так и относительно соответствующих моделей расчетов сопротивления от крутизны кривой приводят к существенным различиям.
Далее на фиг. 5 показана первая диаграмма координат места х и у относительно выполнения первого примера осуществления различных фаз прохождения кривой. При этом принято, что соответствующий отцеп является одиночным вагоном с поворотной тележкой Y25, у которого расстояние между шкворнями тележек составляет 7 м.
1
10
Показанные фазы прохождения кривой от a до а на этой диаграмме х-у соответствуют виртуальному движению соответствующего отцепа на конкретных отрезках пути с обозначением соответствующих фаз прохождения кривой в конкретной точке х-у.
1
2
3
4
5
6
Конкретно в случае с фазой прохождения кривой речь идет о фазе aвхода, переходящей в квазистатичную фазу a. Согласно изображению по фиг. 5 за ней следует фаза смены радиуса или направления a, переходящая снова в квазистатичную фазу a прохождения кривой. После фазы a выхода следует т.н. промежуточная прямая a. Промежуточная прямая соответствует ситуации, когда после выхода первой поворотной тележки из первой кривой сначала следует короткая фаза выхода, протяженность которой равна промежуточной прямой. Затем, с входом первой поворотной тележки во вторую кривую начинается особая фаза прохождения кривой, на которой промежуточная прямая расположена под вагоном, а вторая поворотная тележка пока еще проходит первую кривую. Эта фаза прохождения кривой в рамках данного описания обозначена как промежуточная прямая.
6
7
8
9
10
10
За промежуточной прямой a следует фаза входа a, переходящая снова в фазу a квазистатичного прохождения кривой. Ее завершает фаза a выхода, за которой согласно фиг. 5 следует прямая a. Это означает, что a не является, собственно, фазой прохождения кривой, так как в показанном примере осуществления в этой точке или к этому моменту все оси отцепа уже полностью прошли кривые отрезка пути.
На фиг. 6 показана вторая диаграмма координат места х и у второго примера осуществления различных фаз прохождения кривой для второго отцепа. При этом принято, что речь идет снова об одиночном товарном вагоне с поворотной тележкой Y23, но с явно более большим расстоянием между шкворнями тележек, составляющим 19 м.
11
21
1
10
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Показанный на фиг. 6 отрезок пути соответствует отрезку по фиг. 5. Не смотря на одинаковый тип ходовой тележки, при сравнении обеих фигур видно, что фазы a - a прохождения кривой явно отличаются по своему виду от показанных на фиг. 5 фаз a – a прохождения кривой. Так, согласно фиг. 6 за промежуточной прямой следует фаза a входа с последующей короткой квазистатичной фазой a прохождения кривой. Далее следует фаза a смены радиуса, за которой снова следует короткая квазистатичная фаза a прохождения кривой. После фазы aвыхода следует снова фаза прохождения кривой в виде промежуточной прямой a, за которой следует фаза a входа. После следующей квазистатичной фазы a и фазы a выхода согласно фиг. 6 также следует отрезок пути a в виде прямой.
Таким образом, из фиг. 5 и 6 явно следует, что в зависимости от конкретных условий предпочтительно определять фазы прохождения кривой конкретно для соответствующего отцепа. Относительно показанного на фиг. 2 дерева выбора это означает, что это учитывают на втором уровне или используют, при необходимости, дополнительный уровень.
В итоге на основе описанных примеров осуществления изобретения ясно, что отцепы на расположенной на пути соответствующего отцепа кривой проходят различные фазы прохождения кривой, и следственно с различным сопротивлением от кривизны кривой. Следовательно, учитывание соответствующих фаз прохождения кривой и использование для этих фаз прохождения кривой разных моделей расчетов, по меньшей мере, параметра сопротивления от крутизны кривой значительно повышает пропускную способность и качество ранжировки маневровой сортировочной горки. Предпочтительно фазы прохождения кривой определяют конкретно для соответствующего отцепа, причем при выборе соответствующей модели расчетов предпочтительно учитывают, по меньшей мере, параметр, специфичный для конкретного отцепа, и/или, по меньшей мере, специфический параметр конкретных условий окружающей среды.