Россия
Россия
Россия
Россия
Цель: Разработка и исследование алгоритма системы автоведения для высокоскоростных поездов с учетом требований энергоэффективности, точности соблюдения графика движения, повышения безопасности и комфорта пассажиров. Методы: Применен аналитический и программно-расчетный подходы к проектированию алгоритма автоведения. Для моделирования движения электропоезда использован метод конечных элементов. Алгоритм реализован на языке Python с использованием библиотек NumPy, Pandas и Matplotlib. Проанализированы данные движения высокоскоростного поезда «Сапсан», проведен сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных. Результаты: Разработан алгоритм системы автоведения, позволяющий повысить энергоэффективность и точность соблюдения графика движения, а также снизить субъективное влияние машинистов на энергозатраты. Зафиксирован эффект экономии электроэнергии на 11 % и более при различной интенсивности движения от внедрения системы. Представлены результаты моделирования кривой движения в сравнении с экспериментальными эксплуатационными данными. Практическая значимость: Внедрение предложенного алгоритма автоведения позволит повысить энергоэффективность работы высокоскоростных поездов, улучшить эксплуатационные характеристики, увеличить точность соблюдения графиков движения и повысить уровень комфорта пассажиров. Разработанная система может быть применена на магистралях с высокой интенсивностью движения для повышения пропускной способности без модернизации инфраструктуры.
Высокоскоростной поезд, система автоведения, энергоэффективность, автоматизированное управление, алгоритм автоведения, оптимизация движения, железнодорожный транспорт
1. Валинский О. С. Оценка энергоэффективности скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта / О. С. Валинский, Н. П. Калинин // Бюллетень результатов научных исследований. — 2024. — № 4. — С. 7–14.
2. Гапанович В. А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте: справ.-метод. изд. / В. А. Гапанович, В. Д. Авилов, Б. И. Иванов и др.; под ред. В. А. Гапановича. — М.: Интехэнергоиздат, Теплоэнергетик, 2014. — 304 с.
3. ГОСТ Р 70059—2022. Системы управления и контроля железнодорожного транспорта для перевозок пассажиров в пригородном сообщении. Принципы построения и основные функциональные требования. — М.: Российский институт стандартизации, 2022. — 150 с.
4. Авдиенко Е. Г. Обоснование функциональных возможностей системы автоведения электроподвижного состава при реализации беспилотных технологий на основе искусственного интеллекта / Е. Г. Авдиенко, Е. А. Третьяков // Молодая наука Сибири. — 2022. — № 2(16). — С. 55–62.
5. Баранов Л. А. Автоматическое управление движением поездов метрополитена / Л. А. Баранов // Мир транспорта. — 2018. — Т. 16. — № 3(76). — С. 156–165.
6. Авдиенко Е. Г. Сравнительный анализ критериев оптимального движения электроподвижного состава с системой автоведения / Е. Г. Авдиенко, Е. А. Третьяков // Техника и технологии: пути инновационного развития: сборник научных статей 11-й Международной научно-практической конференции, Курск, 30 июня 2022 года. — Курск: Юго-Западный государственный университет, 2022. — С. 24–27.
7. Зарифьян А. А. Оценка энергоэффективности электрической тяги методами компьютерного моделирования / А. А. Зарифьян, Н. В. Гребенников, В. В. Зак и др. // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. — 2013. — № 1(65). — С. 24–37.
8. Разработка требований к программному обеспечению. 3-е изд., дополненное / Пер. с англ. — М.: Русская редакция; СПб.: БХВ-Петербург, 2014. — 736 с.
9. Плакс А. В. Анализ точности алгоритмов автоведения электропоездов: дисс. ... д-ратехн. наук / А. В. Плакс. — Л.: ЛИИЖТ, 1974.
10. Ие О. Н. Имитационное моделирование транспортных систем: программные средства и направления их совершенствования / О. Н. Ие // Актуальные вопросы современной экономики. — 2020. — № 5. — С. 428–439.
11. Ефремов А. Ю. EO-PTC: расширение функциональности системы управления движением поездов PTC / А. Ю. Ефремов // Железные дороги мира. — 2020. — № 3. — С. 61–65.
12. Каменев С. В. Основы метода конечных элементов в инженерных приложениях: учебное пособие / С. В. Каменев. — Оренбург: ОГУ, 2019. — 110 с.
13. Свид. 2024688117 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Управляющая программа для системы автоведения высокоскоростного электропоезда ЭВС 1 и оптимизации его основных параметров движения / О. С. Валинский, Н. П. Калинин, Е. В. Суханов; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС (RU). — № 2024687168; заявл. 12.11.2024; опубл. 25.11.2024.
14. Свид. 2024687177 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Управляющая программа для системы автоведения высокоскоростного электропоезда ЭВС 2 и оптимизации его основных параметров движения / О. С. Валинский, Н. П. Калинин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС (RU). — № 2024690814; заявл. 12.11.2024; опубл. 17.12.2024.
15. Лутц М. Изучаем Python / М. Лутц; пер. с англ. А. Киселева. 4-е изд. — СПб.: Символ-Плюс, 2011. — 1280 с.
16. Вандер Плас Дж. Python для сложных задач. Наука о данных / Дж. Вандер Плас; пер. с англ. Л. Киселевой. — СПб.: Sprint Book, 2024. — 592 с.
