ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее техническое решение относится к области железнодорожной техники, в частности, к способу и системе повышения коэффициента полезного действия (далее - КПД) подвижного состава с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При эксплуатации железнодорожного состава немаловажными являются расходы энергии на тягу поезда. Расход энергии, затрачиваемый железнодорожным составом, зависит от системы автоведения или от квалификации машиниста. Вследствие чего опытные и знающие маршрут движения машинисты осуществляют энергоэффективное управление железнодорожным составом, а энергоэффективность системы авто ведения зависит от точности, с которой известны параметры подвижного состава и среды его функционирования.

Для увеличения эксплуатационного КПД подвижного состава существуют различные системы и способы, обладающие теми или иными ограничениями.

Из патента US 10,286,934 В 1 (МПК В60МЗ/06, В61С17/12, опубл. 14.05.2019) известно решение, описывающее способ повышения эффективности управления поездом, включающий этапы, на которых: принимают данные, включающие параметры поезда, при этом параметры включают в себя скорость поезда, координаты поезда, напряжение тягового привода поезда, токи тягового двигателя поезда и значение давления тормозной магистрали поезда; определение параметров зависимостей для поезда, частично на основе параметров поезда, полученных на предыдущем шаге, причем параметры зависимостей включают в себя эффективную тяговую силу поезда, тормозную силу поезда, сопротивление движению поезда, тяговое усилие на колесе поезда; определение массы поезда; определение управляющего воздействия для поезда на основе параметров зависимости, причем управляющие воздействия соответствуют минимальным затратам энергии на тягу поезда; а также передают в систему управления поездом или для отображения машинисту управляющее воздействие, определённое на предыдущем шаге.

Недостатками известного технического решения является то, что:

• отсутствует способ распределения управляющих воздействий между локомотивами, распределенными по длине железнодорожного состава, при котором расход энергии на тягу поезда минимален; • не обеспечивает допустимый уровень продольно-динамических реакций для поезда с локомотивами, распределенными по длине железнодорожного состава.

Из уровня техники также известно решение US 2006/0138285 А1 - способ управления двумя или более локомотивами подвижного состава. В известном решении управление осуществляется несколькими локомотивами. В известном решении отсутствует уточнение параметров поезда и среды его функционирования. Поскольку параметры поезда и внешних условий известны не точно и меняются от поездки к поездке и в рамках одной поездки (например, сцепление колеса с рельсом, сопротивление движению, тяговые и тормозные характеристики), то указанный недостаток не позволяет формировать энергооптимальное управление для конкретного поезда.

Из уровня техники также известно решение, описывающее систему автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины, с распределенными по длине состава локомотивами (RU 2632039С1, МПК В61С17/12, B60L 15/32, опубл. 02.10.2017). Система автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины с распределенными по длине состава локомотивами содержит установленные на каждом локомотиве центральный процессор, связанный с блоком автоведения. Блок автоведения выполнен с возможностью реализации на каждом локомотиве собственной программы ведения блоком приема - передачи данных, блоком ввода данных, блоком индикации и блоком управления исполнительными элементами системы на основе информации от блока датчиков и блока памяти. Система содержит установленный на каждом локомотиве блок анализа тяговых токов. При этом для обеспечения возможности работы системы на головном и ведомых локомотивах по различным алгоритмам, на головном локомотиве блок анализа тяговых токов подключен к блоку центрального процессора, а на ведомых локомотивах отключен от блока центрального процессора соответствующего локомотива.

Недостатком известного технического решения является то, что оно направлено на достижение других целей, в части повышение надежности работы системы автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы, и соответственно не обеспечивает минимизацию расхода энергии на тягу поездов.

Из уровня техники также известно решение, описывающее способ реализации тяги железнодорожного состава по системе распределения мощности (RU 2626441С2, МПК В61С17/12, B60L 15/32, опубл. 27.07.2017). В известном способе при реализации распределения мощности применяют локомотив, разделенный на отдельные тяговые и не тяговые секции, а также на функциональные блоки, с возможностью оперативной конфигурации применения секций и блоков. Недостатком известного технического решения является отсутствие энергооптимального управления подвижным составом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание автоматизированных способа и системы повышения КПД подвижного состава с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами, которые снижают расход энергии, при управлении подвижным составом с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами, при движении поездов в автоматическом режиме или в режиме помощи машиниста поезда.

Техническим результатом, достигающимся при решении вышеуказанной технической проблемы, является сокращение расхода энергии на тягу поездов с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами. При этом, в отличии от известных из уровня техники решений, заявленное решение минимизирует не расход энергии каждого локомотива, а сумму энергий, затрачиваемых каждым локомотивом.

Дополнительным техническим результатом является повышение безопасности движения поездов и увеличение точности выполнения расписания поездов с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами.

Заявленные результаты достигаются за счет компьютерно-реализуемого способа повышения КПД подвижного состава с распределенными по длине состава локомотивами, содержащего этапы, на которых: получают параметры подвижного состава и маршрута, включающие - скорость, координату пути, массу и длину подвижного состава, количество вагонов и локомотивов, признаки скольжения и буксования для каждого локомотива, расположение локомотивов по длине состава, координаты и сигналы светофоров, план и профиль пути, ограничения скорости и расписание; уточняют параметры зависимостей сопротивления движению от скорости, коэффициента сцепления от скорости для каждого локомотива для режимов тяги и электрического торможения на основании полученных параметров подвижного состава; уточняют параметры тяговых и тормозных характеристик для каждого локомотива; уточняют массу подвижного состава; уточняют параметры системы пневматического торможения; определяют максимально-допустимые различия в управляющих воздействиях локомотивов, таким образом, чтобы продольно-динамические реакции не превышали допустимых значений; на основании параметров зависимостей, полученных на предыдущем шаге, определяют управляющие воздействия, минимизирующие суммарный расход энергии, затрачиваемой всеми локомотивами на поездную работу, и реализуемые тяговым и тормозным оборудованием каждого локомотива; передают полученные управляющие воздействия на каждый локомотив для исполнения и/или отображения машинисту/машинистам.

В частном варианте шаги способа выполняются циклично.

В другом частном варианте координаты и скорость подвижного состава определяются с помощью радионавигационных систем.

В другом частном варианте координаты и скорость, для каждого локомотива, определяют с помощью радионавигационных систем и/или одометрического датчика.

В другом частном варианте план и профиль определяются из базы данных, установленной в цифровой системе управления подвижным составом.

В другом частном варианте план и профиль передаются по радиоканалу.

В другом частном варианте план и профиль передаются по сети Интернет.

Заявленное решение также осуществляется за счет системы повышения КПД подвижного состава с распределенными по длине состава локомотивами, содержащая: по меньшей мере одно вычислительное устройство, связанное с устройствами и датчиками подвижного состава, причем упомянутое устройство выполнено с возможностью выполнения способа повышения КПД подвижного состава с распределенными по длине состава локомотивами.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагаются следующие чертежи:

Фиг. 1 иллюстрирует пример подвижного состава.

Фиг. 2 иллюстрирует влияние режимов работы светофора на ограничение скорости.

Фиг. 3 иллюстрирует общую схему вычислительного устройства.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять понимание особенностей настоящего изобретения.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.

Ниже будут рассмотрены некоторые термины, которые в дальнейшем будут использоваться при описании заявленного решения.

КПД локомотива - отношение полезной работы, выполняемой ведущими колесами локомотива, к количеству работы, затраченной на ее получение у автономных локомотивов, имеющих самостоятельную силовую установку (паровоз, тепловоз), или к энергии, полученной из контактной сети (электровоз, электропоезд).

План железнодорожного пути (план пути) - кривизна железнодорожного пути, определяемая его радиусом.

Профиль пути - величина превышения железнодорожного пути относительно некоторой точки.

Скольжение - происходит по опорной поверхности (дороге, рельсам) колёс транспортного средства (железнодорожного вагона), при котором линейная скорость поверхности колёс ниже скорости опорной поверхности относительно транспортного средства. Причиной скольжения является превышение тормозного усилия над силой сцепления колеса с опорной поверхностью, причем это возникает не только при блокировании колеса, но и при его вращении, когда колесо проскальзывает по опорной поверхности.

Признак скольжения проявляется при появлении отличия скорости вращения, по крайней мере, одной из колесных пар по сравнению с остальными в режиме торможения.

Буксование - проскальзывание ведущих колёс транспортных средств при попытке разгона (поступательное перемещение машины меньше, чем было бы при отсутствии проскальзывания).

Буксование возникает вследствие превышения силой тяги силы сцепления колеса с поверхностью дороги или земли. Буксование может начаться после увеличения крутящего момента или уменьшения сцепления с дорогой, связанного с изменением свойств поверхности дороги (слой воды, грязи, льда) и нагрузки колёс (обычно вследствие маневрирования).

Например, в случае с локомотивом, возникновению и развитию явления буксования способствуют:

• увлажнение поверхности рельса во время осадков; • загрязнение поверхности рельса или поверхности катания бандажа колёсной пары маслянистыми жидкостями (масла, смазки, жир);

• разгрузка оси тягового подвижного состава (ТПС) ввиду неправильной развески

ТПС;

• разгрузка первой оси в каждой тележке ТПС ввиду момента, возникающего при реализации тягового усилия;

• наличие на колёсной паре большого проката, что уменьшает пятно контакта колеса и рельса;

• нахождение тягового колесного транспортного средства в кривой малого радиуса (при этом неизбежно возникает проскальзывание, так как колесо, идущее по внешней нитке рельсового пути, проходит путь больший, чем колесо, идущее по внутренней нитке).

Признак буксования (например, сильного или слабого) проявляется при появлении отличия скорости вращения, по крайней мере, одной из колесных пар по сравнению с остальными в режиме тяги.

Коэффициент сцепления (коэффициент продольного сцепления) - отношение максимального касательного усилия, действующего вдоль дороги на площади контакта сблокированного колеса с дорожным покрытием, к нормальной реакции в площади контакта колеса с покрытием.

Коэффициент сцепления для режимов тяги и электрического торможения представляет собой зависимость от скорости.

Максимальная тормозная сила ограничена значением коэффициента сцепления для режима торможения. При превышении тормозной силой, значения коэффициента сцепления для режима торможения, возникает скольжения.

Максимальная сила тяги ограничена значением коэффициента сцепления для режима тяги. При превышении силы тяги, значения коэффициента сцепления для режима тяги, возникает буксование.

Тяговой характеристикой локомотива называют зависимость касательной силы тяги от установившейся скорости движения при различных режимах работы тяговых машин (двигателей и генераторов) в пределах ограничений по надежности, устойчивости и безопасности движения.

Разрядка тормозной магистрали - снижение давления в тормозной магистрали подвижного состава при выполнении пневматического торможения.

Указанные выше технические результаты достигаются благодаря способу и системе повышения КПД подвижного состава с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами. КПД локомотива зависит от КПД всех звеньев, участвующих в превращении подводимой энергии в механическую энергию и в передаче этой энергии на ведущие колеса, а также от расхода энергии на служебные и вспомогательные нужды. Различают КПД локомотива как силовой установки и КПД эксплуатационный, который зависит от времени работы локомотива на различных режимах при движении поезда и от расхода топлива (энергии) на поддержание локомотива в работоспособном состоянии во время стоянок.

КПД тепловоза зависит от конструктивных особенностей дизеля, тягового двигателя, конструкции тяговой передачи, системы охлаждения оборудования, вспомогательных механизмов, температуры и давления наружного воздуха, реализуемой мощности и др. Максимальное значение КПД тепловоза - около 30%, эксплуатационный КПД - около 25%.

КПД электровоза зависит от конструктивных особенностей тягового электродвигателя, конструкции тяговой передачи, системы охлаждения оборудования, вспомогательных механизмов, температуры и давления наружного воздуха, реализуемой мощности и др. КПД электровоза, не имеющего самостоятельной силовой установки, составляет 88-90%, а КПД электрической тяги, учитывающий КПД электростанций, устройств внешнего и тягового электроснабжения и электроподвижного состава (ЭПС) составляет 22-24%.

В указанном изобретении формируется план энергооптимального режима движения - такого режима движения, при котором расход энергии на тягу будет минимальным.

Для расчёта энергооптимального режима движения используются следующие параметры:

• Масса подвижного состава;

• Значения допустимых уровней продольно-динамических реакций;

• План и профиль пути;

• Ограничения скорости;

• Сигналы светофоров и их расположения на маршруте движения;

• Расположение локомотивов по длине состава;

• Расписание;

• Сопротивление движению;

• Коэффициент сцепления для режимов тяги и торможения;

• Тяговые и тормозные характеристики каждого локомотива.

При формировании плана оптимального управления обязательным условием является обеспечение безопасности движения поезда и необходимой точности выполнения расписания.

Безопасность движения железнодорожного подвижного состава определяется в том числе уровнем продольно-динамических реакций. Уровень продольно-динамических реакций зависит от уровня растяжений и сжатий автосцепок между вагонами, которые в свою очередь зависят от разности в скоростях и ускорениях между вагонами. Для того чтобы избежать опасные продольно-динамические реакции необходимо, чтобы разность в скоростях и ускорениях между различными вагонами и локомотивами не превышала критического значения. Для расчёта скорости и ускорения используются следующие параметры: сопротивление движению, профиль пути и управляющее воздействие. Поэтому для обеспечения допустимого различия в скоростях и ускорениях между различными вагонами и локомотивами необходимо, чтобы управляющие воздействия на локомотивах отличались не более, чем заданные величины.

Точность выполнения расписания увеличивается за счёт уточнения в процессе движения параметров подвижного состава и среды его функционирования. Для каждого значения скорости подвижного состава управляющее воздействие ограничено сцеплением. Сцепление определяется так называемым коэффициентом сцепления. Коэффициент сцепления для режима тяги представляет собой зависимость максимально допустимой по сцеплению силы тяги от скорости и может изменяться в зависимости, например, от погодных условий. Коэффициент сцепления для режима электрического торможения представляет собой зависимость максимально допустимой по сцеплению силы электрического торможения от скорости. Одним из шагов заявленного решения является уточнение параметров зависимости коэффициента сцепления от скорости. Чем точнее известны параметры коэффициента сцепления, тем точнее рассчитывается ограничения на управляющее воздействие, а, следовательно, точнее рассчитывается такой режим движения, при котором расписание выполняется точно.

Сопротивлением движению поезда называют силу, приложенную в точках касания колёс с рельсами, на преодоление которой затрачивается такая же работа, как на преодоление всех неуправляемых сил, препятствующих движению.

Сопротивление движению является зависимостью от скорости движения. Соответственно, чем точнее известны параметры зависимости сопротивления движению от скорости, тем точнее можно рассчитать скорость движения и, соответственно, рассчитать такие управляющие воздействия, при котором расход энергии будет минимален.

Одним из шагов заявленного решения является уточнение параметров зависимости сопротивления движению от скорости. Уточнение параметров может происходить аналогично патенту N» ЕА028639.

Аналогично, чем точнее известна масса подвижного состава, тем точнее можно рассчитать ускорение движения и, соответственно, рассчитать такой режим движения, при котором расход энергии будет минимален. Уточнение массы подвижного состава может происходить аналогично патенту N° ЕА00753.

Одним из шагов заявленного решения является уточнение массы подвижного состава.

Аналогично, чем точнее известны параметры, характеризующие эффективность системы пневматического торможения, тем точнее возможно рассчитать такой режим движения, при котором расход энергии будет минимален. Уточнение параметров пневматической системы торможения может происходить аналогично патенту Ns RU2715915.

Одним из шагов заявленного решения является уточнение параметров пневматической системы торможения.

В заявленном решении во время управления подвижным составом с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами, получают такие параметры как: скорость, координату пути, массу и длину подвижного состава, количество вагонов и локомотивов, признаки скольжения и буксования для каждого локомотива, расположение локомотивов по длине состава, координаты и сигналы светофоров, план и профиль пути, ограничения скорости и расписание.

Указанные параметры могут поступать от различных датчиков, установленных в подвижном составе.

Например, такой параметр, как скорость и координата могут быть получены из одометрического датчика и/или из навигационной системы (например, GPS или ГЛОНАСС), план и профиль пути может определяться из базы данных, установленной в цифровой системе управления подвижным составом, передаваться по радиоканалу или из сети Интернет.

При управлении подвижным составом обязательным условием является выполнение ограничений скорости, требований сигналов светофоров и ограничений на ускорение поезда.

Ускорение движения складывается из сопротивления движению, управляющего воздействия, реализуемого локомотивами, и профиля пути. Поэтому для расчёта энергооптимального режима движения поезда на одном из шагов заявленного решения, для каждой координаты пути, получают профиль пути.

После получения параметров поезда определяют максимально-допустимые различия, как было указано выше, в управляющих воздействиях локомотивов, таким образом, что продольно-динамические реакции не превышают допустимое значения. Допустимое значение продольно-динамических реакций задаётся до начала движения подвижного состава. Это значение берётся из справочников или определяется правилами вождения поездов.

Затем на основании полученных ранее параметров зависимостей и параметров подвижного состава рассчитывают управление каждым распределенным по длине железнодорожного состава локомотивом таким образом, чтобы суммарный расход энергии был минимальный. Ключевым отличием от всех предшествующих аналогов является уточнение параметров зависимостей подвижного состава и среды его функционирования и использование уточнённых параметров при определении таких значений управляющих воздействий для каждого локомотива, при которых суммарный расход энергии, затрачиваемый всеми локомотивами, распределенными по длине железнодорожного состава будет минимальным.

Математическая постановка задачи поиска энергооптимального управления выглядит следующим образом: xi п

А = J f{F ^J dx — > min _» (1)

Где

A - суммарный расход энергии, затрачиваемый всеми локомотивами на участке пути,

/ (- F^) - сила тяги или электрического торможения, реализуемая тяговым и тормозным оборудованием локомотива с номером j: зависит от КПД локомотива и может быть вычислена следующим образом: ^-сила тяги или электрического торможения, действующая на локомотив с номером j; r}(F ^J ) - значение КПД локомотива при значении силы тяги или электрического торможения FK

При решении задачи оптимизации (1) должны выполняться следующие условия:

1) Уравнение движения:

В уравнении (2) используются следующие обозначения: у— коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс;

171 - масса подвижного состава;

W (p ^w , v)- сопротивление движению; p -параметры зависимости сопротивления движению от скорости; г- добавочная сила, создаваемая профилем пути; где п - количество локомотивов;

В - сила пневматического торможения. Управлением при этом является вектор:

2) Максимально-допустимые различия в управляющих воздействиях локомотивов:

F -F < SF для всех к Ф 1 , (3) где F‘ - сила тяги или электрического торможения, действующая на локомотив с номером к;

F ¹ - сила тяги или электрического торможения, действующая на локомотив с номером

1;

5F - максимально допустимое различие в управляющих воздействиях между локомотивами. Величина 5F определяется техническими характеристиками автосцепок и зависит от распределения локомотивов по длине состава, продольного профиля пути и распределения масс по вагонам поезда.

Величина 5F рассчитывается из условий - в каждой координате маршрута пути разность в скоростях и ускорениях между локомотивами не должна превышать заданный уровень: к для всех координат маршрута х и к 1 , а - а I < da где _V ^* - скорость вагона или локомотива с номером к; n' - скорость вагона или локомотива с номером 1; dn - максимально допустимое различие в скоростях между вагонами и/или локомотивов; локомотива с номером к; _I dv ¹ а = —— - ускорение вагона или локомотива с номером 1; at

5а - максимально допустимое различие в ускорениях локомотивов.

3) Выполнение расписания: где

*0 начальная координата маршрута, Я* - конечная координата маршрута t - время начала движения по расписанию; t _k — время окончания движения по расписанию.

4) Выполнение ограничений скорости и ускорения:

V(x) < vlim(x), (5) где v(x) -скорость поезда в координате х, vlim(x) - максимально допустимая скорость в координате х.

Максимально допустимая скорость зависит от ограничения скорости, а также от расположения и сигналов светофоров. а(х) < alim(x), (6) где а(х) - ускорение поезда в координате х, alim(x) - максимально допустимое ускорение в координате х.

5) Ограничения на силу тяги и электрического торможения, для каждого локомотива: rnax где

F ^mln _ максимальная сила электрического торможения локомотива; ртах_ максимальная сила тяги локомотива;

F s ^hd e - максимальная по сцеплению сила электрического торможения;

F ^sllpp . максимальная по сцеплению сила тяги;

Максимальная по сцеплению сила тяги - значение коэффициента сцепления для режима тяги. Это коэффициент зависит от скорости: F ^slipp = ^siipp ( p ^slipp , v), где p ^slipp - параметры зависимости коэффициента сцепления для режима тяги от скорости.

Если действующая сила тяги больше, чем F ^slipp , то возникает буксование. Максимальная по сцеплению сила электрического торможения локомотива — значение коэффициента сцепления для режима электрического торможения. Этот коэффициент зависит от скорости : где p ^shde _ параметры зависимости коэффициента сцепления для режима электрического торможения от скорости.

Если действующая сила электрического торможения меньше, чем F ^sllde , то возникает скольжение.

При этом в качестве способа решения задачи (1)-(7) может использоваться один из известных методов, описанных ниже, в частности также с помощью метода теории оптимального управления, динамического программирования и вариационного исчисления.

Например, может использоваться алгоритм поиска оптимального управления, раскрытый в источнике информации Галеев Э.М. Оптимизация: Теория, примеры, задачи. М.: Либроком, 2010. — 187-189 с.

Необходимо привести задачу к классической формулировке:

B ₀ (x(-),u( ),t ₀ ,t _k ) ^> rm i

Ф( (·), и(х(·)), t ₀ ,t _k ) = x(t) - f(ί, x(t, ), u(t)) = 0 B _i (x(-),u(-),t ₀ ,t _k ) = 0, i = m',m,

В настоящем изобретении в качестве функционала B ₀ (x(-),u(-),t ₀ ,t _k ) выступает работа (1), где х( ) -зависимость координаты маршрута от времени, вектор управления м( ) , как было описано выше: время начала движения по маршруту; t _k - время окончания движения по маршруту.

В настоящем изобретении: dx

Выражение (8) получено из выражения (2) с учётом того, что v = —

В настоящем изобретении в виде B _i (x(-),u(-),t ₀ ,t _k ) записаны во г условия, содержащиеся в формулах (3)-(7).

Далее необходимо [1,2]:

1. Составить функцию Лагранжа;

2. Выбрать необходимые условия оптимального в слабом смысле процесса: а) стационарности po c - уравнение Эйлера для лагранжиана; б) трансверсальности по х; в) стационарности по и г) стационарности по t _k ; д) дополняющей нежесткости; е) неотрицательности множителей Лагранжа.

3. Найти допустимые управления, для которых выполняются условия п.2 с множителями Лагранжа Я и р( · ) р{·) , одновременно равными нулю.

4. Среди всех найденных в п.З допустимых управлений найти оптимальное управление.

Допустимые управления по п.З и оптимальное управление по п.4 ищутся одним из известных способов, описанных, например, в Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. - 4 е издание - М.: “Наука”, главная редакция физико-математической литературы, 1983 - 392 с.

В результате для каждого локомотива: для каждой координаты пути на весь маршрут движения определяется значение управляющего воздействия, при котором суммарный расход энергии на тягу поезда будет минимальным.

Далее, полученное выше управления передают на локомотивы для исполнения или выдаются машинисту/машинистам в качестве рекомендации.

Таким образом, заявленное решение позволяет осуществить сокращение расхода энергии на тягу поездов с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами.

Также заявленное решение позволяет повысить безопасность движения поездов и увеличить точность выполнения расписания поездов с распределенными по длине железнодорожного состава локомотивами.

На Фиг. 2 представлен пример влияния режимов работы светофора на ограничение скорости в случае, когда горит жёлтый сигнал светофора, где v_lim - значение ограничения скорости.

На Фиг. 3 представлен пример общего вида вычислительной системы (300), на базе которой может быть реализован способ и система повышения КПД подвижного состава с распределенными по длине состава локомотивами.

В общем виде система (300) содержит объединенные общей шиной информационного обмена один или несколько процессоров (301), средства памяти, такие как ОЗУ (302) и ПЗУ (303), интерфейсы ввода/вывода (304), устройства ввода/вывода (305), и устройство для сетевого взаимодействия (306). Процессор (301) (или несколько процессоров, многоядерный процессор и т.п.) может выбираться из ассортимента устройств, широко применяемых в настоящее время, например, таких производителей, как: Intel™, AMD™, Apple™, Samsung Exynos™, MediaTEK™, Qualcomm Snapdragon™ и т.п.

ОЗУ (302) представляет собой оперативную память и предназначено для хранения исполняемых процессором (301) машиночитаемых инструкций для выполнение необходимых операций по логической обработке данных. ОЗУ (302), как правило, содержит исполняемые инструкции операционной системы и соответствующих программных компонент (приложения, программные модули и т.п.). При этом, в качестве ОЗУ (302) может выступать доступный объем памяти графической карты или графического процессора.

ПЗУ (303) представляет собой одно или более устройств постоянного хранения данных, например, жесткий диск (HDD), твердотельный накопитель данных (SSD), флэш-память (EEPROM, NAND и т.п.), оптические носители информации (CD-R/RW, DVD-R/RW, BlueRay Disc, MD) и др.

Для организации работы компонентов системы (300) и организации работы внешних подключаемых устройств применяются различные виды интерфейсов В/В (304). Выбор соответствующих интерфейсов зависит от конкретного исполнения вычислительного устройства, которые могут представлять собой, не ограничиваясь: PCI, AGP, PS/2, IrDa, FireWire, LPT, COM, SATA, IDE, Lightning, USB (2.0, 3.0, 3.1, micro, mini, type C), TRS/ Audio jack (2.5, 3.5, 6.35), HDMI, DVI, VGA, Display Port, RJ45, RS232 и т.п.

Для обеспечения взаимодействия пользователя с вычислительной системой (300) применяются различные средства (305) В/В информации, например, клавиатура, дисплей (монитор), сенсорный дисплей, тач-пад, джойстик, манипулятор мышь, световое перо, стилус, сенсорная панель, трекбол, динамики, микрофон, средства дополненной реальности, оптические сенсоры, планшет, световые индикаторы, проектор, камера, средства биометрической идентификации (сканер сетчатки глаза, сканер отпечатков пальцев, модуль распознавания голоса) и т.п.

Средство сетевого взаимодействия (306) обеспечивает передачу данных посредством внутренней или внешней вычислительной сети, например, Интранет, Интернет, ЛВС и т.п. В качестве одного или более средств (306) может использоваться, но не ограничиваться: Ethernet карта, GSM модем, GPRS модем, LTE модем, 5G модем, модуль спутниковой связи, NFC модуль, Bluetooth и/или BLE модуль, Wi-Fi модуль и др.

Дополнительно могут применяться также средства спутниковой навигации в составе системы (300), например, GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo. Конкретный выбор элементов системы (300) для реализации различных программно- аппаратных архитектурных решений может варьироваться с сохранением обеспечиваемого требуемого функционала.

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

[1] Галеев Э.М. Оптимизация: Теория, примеры, задачи. М.: Либроком, 2010. — 336 с.

[2] Понтрягин Л.С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. - 4 е издание - М.: “Наука”, главная редакция физико- математической литературы, 1983 - 392 с.