авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Формирование управляющих воздействий на контактной сети с учетом процесса разрегулировок опор

-- [ Страница 3 ] --

В действующем типовом проекте №2190 по условиям закрепления фундаментов и опор контактной сети выделено три основных типа грунтов. В предлагаемом автором методе расчета угла наклона опоры добавлен четвертый тип грунта глины и суглинки текучепластичные. Наличие такого типа грунта характерно на Урале. В результате классификация грунтов выглядит так:

1) глины и суглинки текучепластичные ()

2) пески пылеватые (); супеси пластичные (), глины и суглинки мягкопластичные (),

3) пески мелкие (), пески средней крупности (), супеси твердые (), глины и суглинки тугопластичные и полутвердые (),

4) пески крупные(), глины и суглинки твердые().

IL – показатель текучести, e – коэффициент пористости.

Горизонтальное перемещение опоры U0 на уровне поверхности грунта следует определять по формуле:

, (6)

где H0 – нормативная сила, действующая на опору, М0 – нормативно-изгибающий момент опоры, нн – горизонтальное перемещение сечения, м/кН, от действия силы Н=1, приложенной в уровне поверхности грунта; нм – горизонтальное перемещение сечения, 1 кН/м, от момента М = 1, действующего в уровне поверхности грунта.

В результате было получено значение перемещения опоры на уровне поверхности грунта (рисунок 5).

Из графика видно, что в слабых грунтах (глины, суглинки) перемещение опоры на уровне земли достигает 3,3 см при изгибающем моменте М0 = 98 кНм. По нормам проектирования контактной сети допустимое перемещение на этом уровне не должно превышать 3,5 см. При таких же нагрузках перемещение опоры на уровне контактного провода составит около 14 см, или 1,34% от ее длины (рисунок 6), а наклон опоры при изгибающем моменте более 118 кН может превысить 2%. (рисунок 7).

 Перемещение опоры на уровне-21

Рисунок 5 –Перемещение опоры на уровне поверхности грунта в зависимости от его деформативности при различных изгибающих моментах

  Перемещение опоры на уровне-22

Рисунок 6 – Перемещение опоры на уровне контактного провода в зависимости от деформативности грунта при различных изгибающих моментах.

Поэтому при электрификации новых участков железной дороги, а также при реконструкции, когда происходит отсыпка грунта под новые пути, большое внимание следует уделять выбору закрепления опор. Рекомендуется пользоваться методом расчета, предложенным автором. В случаях, когда перемещение верха опоры превысит допустимое значение, следует произвести расчет на опрокидывание.

  Наклон опоры контактной сети в-23

Рисунок 7 – Наклон опоры контактной сети в зависимости от его деформативности при различных изгибающих моментах


Разработанная модель позволяет рассчитывать величины нормируемых перемещений характерных сечений нераздельных опор с учетом деформативности грунта. Основываясь на методике приведенного расчета, стало возможным для каждого типа грунта составлять матрицы переходных вероятностей для разных типов опор, используя модель разрегулировок опоры контактной сети в виде марковского процесса. По полученным результатам формируются управляющие воздействия для анкерных, переходных и промежуточных опор, погруженных в определенный грунт.

В третьей главе произведен обзор приборов, позволяющих проводить измерения углов наклона опор контактной сети. Предложено новое устройство для контроля углов наклона опор.

В настоящее время для измерения угла наклона опоры контактной сети используют теодолит или прибор, разработанный дорожной электротехнической лабораторией Октябрьской железной дороги. Их недостатки.

Принцип работы разработанного автором прибора (рисунок 8) следующий. Для определения величины наклона оси опоры от вертикального положения, предварительно визуально определяется направление ее максимального наклона. Затем со стороны, противоположной направлению максимального наклона опоры, вертикально прикладывается строительный уровень непосредственно к опоре, включается видеокамера и записывается видеоизображение вертикального пузырькового уровня. Измерения проводятся по пять раз вдоль и поперек пути, после чего находятся средние значения.

  Внешний вид прибора УГК -1 -24

Рисунок 8 – Внешний вид прибора УГК -1

После съемки полученные кадры изображения вертикального пузырькового уровня с помощью специальной авторской программы обрабатываются на компьютере (рисунок 9), вычисляется угол наклона опоры контактной сети и сохраняется результат.

Рисунок 9 – Диалоговое окно программы

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений, уменьшает трудозатраты и время за счет подготовительных работ перед началом измерений. По результатам разработки была подана заявка на патент на изобретение в Федеральное государственное учреждение «Федеральный институт промышленной собственности, патентам и товарным знакам» № 2007125430/11 (027700). По данному ходатайству получено уведомление о положительном результате формальной экспертизы. Получено также уведомление о поступлении и регистрации заявки.

Для обработки полученных в ходе измерений данных был создан программный продукт «Определение угла наклона опор контактной сети по видеоизображению». Была подана заявка на регистрацию программного продукта в «Федеральном институте промышленной собственности, патентам и товарным знакам».

Разработанный прибор был испытан на практике. Была оценена погрешность его измерений. Учитывая, что угол наклона опоры измеряется в процентах от ее длины, относительная погрешность определения угла составила 0,2%. Предложен порядок поверки прибора перед началом работы.

В четвертой главе проведен расчет экономической эффективности мероприятий по регулировке проводов и опор контактной сети, дано технико-экономическое обоснование внедрения устройства, разработанного автором.

Экономическая эффективность повышения надежности технических средств характеризуется экономической эффективностью затрат на разработку и внедрение мероприятий по регулировке проводов и опор контактной сети, обеспечивающих ликвидацию или снижение случаев отказа технических средств.

Экономический эффект от проведения таких мероприятий выражается:

- в снижении текущих издержек,

- повышении качества обслуживания клиентов железных дорог,

- сокращении непроизводительных затрат, не включаемых в эксплуатационные расходы (убытки и разного рода штрафы).

На железнодорожном транспорте, как правило, повышение качества работы одного предприятия в полной мере отражается на результатах деятельности железной дороги в целом.

Снижение эксплуатационных расходов в результате внедрения мероприятий по повышению надежности функционирования контактной подвески и опор контактной сети определяется по отчетным данным.

Отказы технических средств, в том числе и устройств электроснабжения, можно разделить на две группы. К первой относятся отказы, приводящие к сбою графика движения поездов. Наибольшее влияние на ухудшение эксплуатационных и экономических показателей работы железных дорог оказывают отказы технических средств на перегоне, т.к. они вызывают перерыв в движении поездов (например, разрегулировка проводов может привести к обрыву контактного провода).

Ко второй группе относятся отказы, которые не приводят к нарушению графика движения поездов, но требуют проведения непланового ремонта технических средств, в результате чего увеличиваются расходы на их содержание (разрегулировка опор).

Повышение надежности технических средств уменьшает количество отказов и продолжительность их восстановления, сокращает простой поездов, локомотивов, оборудования и численность обслуживающего персонала, ускоряет оборот подвижного состава, увеличивает пропускную способность постоянных устройств транспорта.

В связи с этим уменьшаются эксплуатационные расходы, создаются условия для дополнительного объема перевозок и получения дополнительной прибыли.

Снижение эксплуатационных расходов при ликвидации или снижении количества отказов первой группы складывается из текущих издержек на восстановление работоспособности технических средств и расходов на неплановые задержки и простои (локомотивов, вагонов, оборудования).

Сумма расходов укрупненной нормы эксплуатационных расходов на одну остановку грузового поезда составляет 283,64 руб, а на один поездо-час простоя грузового поезда 1355,53 руб. Снижение эксплуатационных расходов, связанных с остановками и простоем поездов, составила 50314 руб. Снижение эксплуатационных расходов, связанных с восстановлением отказов из-за разрегулировки проводов контактной подвески, равно 9584 руб. Суммарное снижение эксплуатационных расходов – 59898,57 руб. Прирост прибыли получается – 62401,2 руб. Суммарный экономический эффект 122,3 тыс.р. Чтобы исключить отказы рассматриваемого типа, на дистанции следует провести мероприятия по повышению надежности стоимостью 2 млн. р. По показателю чистого дисконтированного дохода (ЧДД) определена целесообразность проведения этого мероприятия. Расчетный период составляет 5 лет. Экономический эффект за год от ликвидации 5 отказов из-за разрегулировок составил 611500 руб. Чистый дисконтированный доход за пять лет составит 320300 руб.

За расчетный период чистый дисконтируемый доход имеет положительное значение, следовательно, мероприятие по проведению регулировок проводов и опор контактной сети экономически целесообразен.

Для контроля установочных параметров опор контактной сети был предложен прибор УГК-1, разработанный автором.

Прибор состоит из трех составляющих:

­ стандартный строительный уровень длиной 1 метр,

­ электронно-вычислительная машина,

­ видеозаписывающее устройство ( видеокамера).

В ценах 2008 года стоимость прибора составляет от 5000 до 15000 рублей, в зависимости от стоимости выбранного видеоустройства. Допустим, текущие затраты на приобретения одного прибора составят 10000 руб.

Стоимость строительно-монтажных работ составляет 5% от стоимости прибора (Сп), а стоимость пусконаладочных работ – 3%.

Капиталовложения в мероприятие составят:

Кр = 10000+0,05*10000+0,03*10000=10800 руб.

Срок окупаемости прибора

, (7)

где tз - экономия времени на замеры в год, сt – стоимость нормо-часа электромонтера 4 разряда.

.

По результатам расчета, прибор УГК-1 окупится за семь месяцев.

Средний ущерб от отказов из-за последствий разрегулировок контактных проводов складывается из задержек поездов, трудозатрат и ущерба от возможного падения опоры. Как показали ранее проведенные исследования, в большинстве случаев можно пренебречь стоимостью материалов. В итоге средний ущерб составил 235358 руб.

Произведен расчет эксплуатационных расходов на содержание участка контактной сети.

Эксплуатационные расходы района контактной сети складываются из следующих элементов затрат: фонда оплаты труда; отчислений на социальные нужды; материальные затраты (в том числе расходы на электроэнергию, топливо, прочие материальные затраты); амортизационные отчисления; отчисления в ремонтный фонд; прочие расходы. В результате эксплуатационные расходы составили 2061929 руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе построения и дальнейших расчетов математических моделей, а также инструментального контроля с применением теории вероятности и математической статистики предложено новое решение задачи по формированию управляющих воздействий контактной сети на основе учета процесса разрегулировок опор.

Проведенные исследования позволили сформулировать основные результаты работы и сделать следующие выводы:

  1. Разработана математическая модель разрегулировок опор контактной сети в виде марковского процесса. Получены оценки переходных вероятностей. Доказана стационарность описываемого процесса с вероятностью 0,81.
  2. По результатам статистического обследования опор контактной сети разработана стратегия их технического обслуживания. Это позволило увеличить нормируемые значения угла наклона: для опор, отклонившихся в «поле», – до 4%, вдоль пути – до 2% (значения приведены для опор участков Свердловской железной дороги).
  3. Разработана математическая модель для расчета перемещений характерных сечений опоры, включая угол ее наклона, в зависимости от деформационных характеристик грунта при различных нормативных изгибающих моментах. Дополнена классификация типов грунтов для выбора способа закрепления опоры контактной сети. Для каждого типа грунта можно составить матрицы переходных вероятностей для разных типов опор, используя модель разрегулировок опоры контактной сети в виде марковского процесса. Проведен анализ основных факторов, влияющих на увеличение угла наклона опоры контактной сети.
  4. Предложен принцип реализации и разработан прибор для контроля угла наклона опор контактной сети, который сокращает время, затрачиваемое на измерение (до 10 сек), и упрощает работу. Оформлена заявка на патент на изобретение (приоритет от 05.07.2007).
  5. Разработанный прибор для контроля угла наклона опор контактной сети внедрен в опытную эксплуатацию в дорожную электротехническую лабораторию Свердловской железной дороги.
  6. Разработан программный продукт для автоматической обработки измерений. Оформлена заявка о регистрации программного продукта (приоритет от 26.02.2008).
  7. Определена экономическая эффективность мероприятий по регулировке контактной подвески и опор контактной сети. Экономический эффект составил 611500 руб. Рассчитан срок окупаемости прибора для контроля угла наклона опор контактной сети (7 мес.).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Ковалев, А.А. Обслуживание опор контактной сети [Текст] / А.А. Ковалев, А.Г. Галкин // Транспорт Урала. – 2008. - №1. – С. 60 64. – Издание «Транспорт Урала» входит в Перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертации.
  2. Ковалев, А.А. Исследование влияния климатических факторов на стрелы провеса проводов контактной подвески [Текст] // Актуальные проблемы автомобильного, железнодорожного и трубопроводного транспорта в Уральском регионе: Материалы международной научно-технической конференции. - Пермь: Изд-во Пермского гос. техн. ун-та, 2005. – С. 295 303.
  3. Ковалев, А.А. Тестирование автоматизированного рабочего места проектировщика контактной сети [Текст] // Совершенствование схем устройств электроснабжения транспорта и проектирование их конструкций: сб. науч. тр./ Под ред. А.Г. Галкина – Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. ун-та путей сообщения, 2006. – С. 139145.
  4. Ковалев, А.А. Анализ эксплуатационной надежности опор контактной сети [Текст] // Наука, инновации и образование: Актуальные проблемы развития транспортного комплекса России: Материалы международной научно-технической конференции. – Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. ун-та путей сообщения, 2006. – С. 4045.
  5. Ковалев, А.А. Прогноз эксплуатационной надежности опор контактной сети [Текст] // Электрика. 2008. №1. – С.39.
  6. Устройство для измерения угла наклона оси опоры контактной сети (варианты) [Текст]: Заявка на патент: МПК 7 В60М 1/20 / А.А Ковалев., А.Г.Галкин; заявитель Екатеринбург, Уральский гос. ун-т путей сообщения. №2007125430/11; заявл. 02.77.00; заявлено 26.06.07. – 4 с.: ил.

Ковалев Алексей Анатольевич

ФОРМИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

НА КОНТАКТНОЙ СЕТИ С УЧЕТОМ ПРОЦЕССА РАЗРЕГУЛИРОВОК ОПОР

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов

и электрификация

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, УрГУПС Редакционно-издательский отдел

Бумага писчая № 1 Подписано в печать 07.05.2008 Усл.п.л.1,3

Тираж 100 Формат 6090 1/16 Заказ 135



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.