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:   || 2 |

Совершенствование системы анализа и нормирования расхода энергоресурсов на тягу поездов в локомотивном депо

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЖЕЛЕЗНЯК Светлана Петровна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И

НОРМИРОВАНИЯ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

НА ТЯГУ ПОЕЗДОВ в ЛОКОМОТИВНОм ДЕПО

Специальность 05.22.07 «Подвижной состав железных дорог,

тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

ОМСК 2011

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)».

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент

СИДОРОВА Елена Анатольевна.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

АВИЛОВ Валерий Дмитриевич;

кандидат технических наук, доцент

ОСИПОВ Дмитрий Сергеевич.

Ведущая организация:

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей
сообщения (ИрГУПС)».

Защита диссертации состоится 1 июля 2011 г. в 11 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государст­венный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)»)
по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 31 мая 2011 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой
печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета
Д 218.007.01.

Тел./факс: (3812) 31-13-44; e-mail: nauka@omgups.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор О. А. Сидоров.

________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2011

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. На тягу поездов приходится более 80 % от общего потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) ОАО «РЖД».
В стоимостном выражении это составляет более 90 млрд р., что определяет
высокую значимость проблемы энергосбережения, решение которой осуществляется в рамках реализации «Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ от 17.06.2008 № 877-р. При этом особенно востребованными
являются организационно-технические мероприятия, не требующие значительных материальных затрат, но дающие ощутимый экономический эффект.

Одним из приоритетных направлений повышения энергоэффективности перевозочного процесса является проведение энергетических обследований и паспортизация структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД». Целевым ориентиром в этой области является объективная оценка энергозатрат на выполнение эксплуатационной работы и выработка комплекса мер по экономному расходованию электрической энергии и дизельного топлива. Реализация этих задач требует совершенствования системы управления энергоресурсами на основе эффективного мониторинга, учета и анализа энергопотребления на тягу поездов с применением современных информационных технологий.

Цель диссертационной работы – повышение эффективности управления энергопотреблением на тягу поездов на основе совершенствования методов контроля, учета, анализа и нормирования расхода топливно-энергетических
ресурсов на выполнение перевозочного процесса.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи.

1. Определить состав показателей, структуру базы данных и технологию функционирования автоматизированной системы статистического анализа энергозатрат на тягу поездов в локомотивном депо.

2. Выполнить анализ существующей системы учета и отчетности об энергопотреблении на тягу поездов в локомотивном депо и разработать рекомендации по повышению ее достоверности.

3. Установить закономерности формирования расхода энергии на тягу
поездов в локомотивном депо и на их основе усовершенствовать методику
распределения заданной в целом по депо нормы удельного расхода энергии по элементам нормирования.

4. Определить информационные потребности энергетического обследования тяги поездов и разработать специальные формы энергопаспорта локомотивного депо и порядок их заполнения.

Методы исследования базируются на принципах системного подхода, обеспечивающих комплексное рассмотрение проблемы энергопотребления на тягу поездов, на законах теории информации и теории математической статистики. При расчете и анализе математических зависимостей применялись
лицензионные программные продукты: математический редактор Mathcad 14.0, электронные таблицы Microsoft Excel 2007 и встроенный в них язык программирования Visual Basic for Applications, системы управления базами данных Firebird 2.1, Microsoft Visual FoxPro 8.0.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложена методика контроля и учета результатов энергопотребления по данным маршрута машиниста, обеспечивающая повышение достоверности отчетных показателей и эффективности управления процессом нормирования энергоресурсов на тягу поездов.

2. Усовершенствована методика распределения деповской нормы удельного расхода энергии на тягу поездов по элементам нормирования на основе сложившихся статистических закономерностей формирования энергозатрат
в расчете на различные измерители выполняемой работы.

3. Разработаны состав, принципы формирования и методика заполнения раздела энергетического паспорта локомотивного депо, отражающего энергопотребление на тягу поездов.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами расчетов, выполненных на основе обширного статистического материала, представляющего собой генеральную совокупность данных маршрутов машинистов по различным локомотивным депо Западно-Сибирской железной дороги за длительный период времени (всего около двух миллионов маршрутов машинистов с 2002 по 2010 г.). Расхождение результатов расчетов и фактических данных составляет не более 7 %.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем.

1. Автоматизированная система статистического анализа энергозатрат на тягу поездов в локомотивном депо, реализованная на основе предложенных рекомендаций, обеспечивает повышение эффективности и качества теплотехнической работы.

2. Разработанная методика контроля и учета показателей энергопотребления по данным маршрута машиниста способствует повышению достоверности оперативной и статистической отчетности, а также объективности нормирования энергоресурсов на тягу поездов.

3. Предложенный порядок определения индивидуальных технических норм удельного расхода электрической энергии и дизельного топлива на тягу поездов исходя из плановой величины деповской нормы обеспечивает баланс
результатов энергопотребления по локомотивным бригадам и в целом по депо.

4. Разработанные формы энергетического паспорта локомотивного депо позволяют получить количественную оценку эффективности использования топливно-энергетических ресурсов на выполнение перевозочного процесса и разработать мероприятия по энергосбережению.

Реализация результатов работы. Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы при создании автоматизированной информационной системы статистического анализа энергозатрат на тягу поездов в локомотивном депо, которая в декабре 2008 г. внедрена на Западно-Сибирской железной дороге, что подтверждено соответствующим актом.

Комплект табличных форм об энергопотреблении на тягу поездов в локомотивном депо и методика их заполнения использованы при проведении энергообследования пяти локомотивных депо трех железных дорог Российской Федерации в 2008 – 2010 гг. и включены в состав «Методических указаний по проведению энергетического обследования объектов ОАО «РЖД», утвержденных распоряжением ОАО «РЖД» от 31 марта 2011 № 685р.

Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы диссертационной работы были представлены и обсуждались на научно-практических конференциях различного уровня: международных конференциях «Транспорт Евразии XXI века» (Алматы, 2006), «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (Новочеркасск, 2006), «Наука и современность-2010» (Новосибирск, 2010), «Теоретические и практические аспекты научных исследований» (Киев, 2011); всероссийской конференции «Проблемы и перспективы развития Транссибирской магистрали в XXI веке» (Чита, 2006), а также на конференциях «Энерго- и ресурсосбережение в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2008), «Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте» (Омск, 2009), «Ресурсосберегающие технологии на Западно-Сибирской железной дороге» (Омск, 2010).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 15 научных работах, из них две статьи – в изданиях, определенных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 134 наименований и трех приложений и содержит 144 страницы основного текста, 24 таблицы, 37 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и
задачи исследования, научная новизна и практическая ценность работы.

Значительный вклад в решение задач нормирования и анализа энергопотребления на тягу поездов внесли известные ученые и специалисты железнодорожного транспорта В. Д. Авилов, А. А. Бакланов, И. И. Галиев, В. Н. Игин, Р. Я. Медлин, А. Н. Митрофанов, В. С. Молярчук, Л. А. Мугинштейн, В. А. Нехаев, С. М. Овчаренко, С. И. Осипов, Б. Г. Постол, Н. Н. Сидорова, Е. И. Сковородников, Ю. В. Ткачев, В. П. Феоктистов и др. Вопросы применения информационных технологий на железнодорожном транспорте, разработки и совершенствования систем учета, контроля и анализа энергозатрат изложены в работах Б. И. Давыдова, Ю. А. Давыдова, И. К. Лакина, Е. А. Сидоровой, В. Т. Черемисина и др.

В первой главе определены требования к составу решаемых задач и
характеристикам системы информационного обеспечения теплотехнической работы в локомотивном депо.

Локомотивное депо находится на нижнем уровне иерархии системы управления энергоресурсами, но является при этом самым ответственным звеном этой структуры. Необходимость установления объективных технических норм расхода энергии на тягу поездов требует совершенствования системы контроля и анализа энергопотребления при выполнении перевозочного процесса. Решение этой задачи невозможно без оптимизации информационного обеспечения теплотехнической работы в локомотивном депо. Определяющим условием при этом является выбор состава информации, необходимой для анализа энергопотребления и принятия управляющих решений по всем направлениям и обеспечивающей достижение наилучшего результата. Для этого взаимосвязь структурных элементов системы информационного обеспечения должна создавать условия для снижения неопределенности информации, повышения ее достоверности, полноты и пертинентности (степени соответствия информационным потребностям).

Вторая глава посвящена вопросам создания комплексной автоматизированной информационной системы статистического анализа энергозатрат на тягу поездов в локомотивном депо (АИС САЭТ). В рамках решения этой задачи реализовано следующее:

выполнено проектирование базы данных АИС САЭТ. На основе анализа предметной области тягового энергопотребления определены состав, структура и взаимосвязь нормативно-справочной информации (НСИ) и таблиц маршрутов машинистов базы данных (БД) системы (рис. 1);

определена технология функционирования и информационного взаимодействия АИС САЭТ с системой интегрированной обработки маршрута
машиниста (ИОММ). В результате оценки временных характеристик информационных процессов принята распределенная технология организации хранилища данных АИС САЭТ, обеспечивающая более высокое быстродействие по сравнению с централизованной технологией;

разработаны алгоритмы контроля, обработки и хранения информации,
а также получения отчетных форм по отдельным направлениям анализа и способы их представления.

 Укрупненная схема информационного-0

Рис. 1. Укрупненная схема информационного процесса формирования
таблиц маршрутов машинистов базы данных АИС САЭТ

Информационная среда АИС САЭТ и реализованные в ней функции
в полной мере удовлетворяют информационным потребностям эффективного и качественного выполнения теплотехнической работы в локомотивном депо. Система зарегистрирована в реестре программ для ЭВМ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и знакам (рег. № 2009616376) и внедрена во всех эксплуатационных локомотивных депо Западно-Сибирской железной дороги. Функционирование АИС САЭТ в течение нескольких лет обеспечило возможность накопления генеральной совокупности данных
маршрутов машинистов (ММ) и использования ее для решения поставленных
в диссертационной работе задач.

В третьей главе рассмотрены вопросы, связанные с контролем и учетом данных об энергопотреблении по маршруту машиниста.

Интегрированная обработка маршрута машиниста выполняется в информационно-вычислительном центре дороги в системе ИОММ. Одним из этапов этого процесса является расчет, обработка и учет энергетических результатов поездки, при котором определяются фактические энергозатраты за поездку А'ф, начисляется норма расхода ТЭР А'н и рассчитывается величина экономии или перерасхода энергии. Обязательным условием при автоматизированной обработке ММ является контроль валидности А'ф и А'н, основанный на расчете и анализе относительной величины их расхождения. Принятый в системе ИОММ порядок предполагает осуществление корректировки начисленной нормы в случае значительного ее расхождения с фактическим расходом. Однако анализ отчетных данных разных систем ИОММ на Западно-Сибирской, Куйбышевской и Свердловской железных дорогах выявил большое количество ММ, в которых нормативные и фактические значения энергозатрат различаются в несколько раз, а в отдельных случаях даже имеют разные знаки. Полученные результаты
позволяют сделать вывод об отсутствии должного контроля показателей энергопотребления при обработке маршрутов машинистов.

Поскольку в типовых отчетных формах ИОММ фигурируют только принятые (в том числе и в результате различных корректировок) значения норм расхода ТЭР, а данные о первоначально начисленных нормах и их составляющих отсутствуют, дальнейшие исследования были выполнены с использованием АИС САЭТ, таблицы которой содержат все необходимые показатели. Анализ данных 132 тыс. поездок локомотивных бригад за 2009 г. показал, что при обработке 18,7 % маршрутов машинистов в системе ИОММ выполнялась корректировка начисленной нормы, но при этом в 99,9 % случаев установленное теплотехником депо ограничение экономии или перерасхода энергии достигнуто не было. Это свидетельствует о существенных недостатках принятого
в ИОММ способа учета энергетических результатов поездки.

Для повышения достоверности данных об энергопотреблении на тягу поездов в диссертации разработана методика контроля и учета показателей энергопотребления при обработке маршрута машиниста. Методика обеспечивает поэтапный многоступенчатый контроль и взаимоувязку каждого показателя, отражающего расход ТЭР, с другими показателями по маршруту машиниста и с данными нормативно-справочной информации. Составной частью методики является определение подлежащих учету значений фактического Аф и нормативного Ан расхода ТЭР на основе их исходных значений A'ф и A'н в соответствии с представленным на рис. 2 алгоритмом. Отличительной особенностью
методики является расчет коэффициента значимости зн расхождения A'н и A'ф, который позволяет абстрагироваться от категориальных значений рассматриваемых показателей и определить их адекватное соотношение.

 Рис. 2. Алгоритм учета энергетических-1

Рис. 2. Алгоритм учета энергетических результатов поездки

по маршруту машиниста

В зависимости от знака и величины зн выполняется его сравнение с установленными в системе ИОММ ограничениями экономии крит. э или перерасхода энергии крит. п и в случае их превышения – обязательная проверка достоверности фактического расхода A'ф. По результатам проверки осуществляется выбор способа учета значений Ан и Аф и при необходимости – корректировка их
исходных величин по представленным на рис. 2 формулам. В отличие от действующих систем ИОММ предложенный подход обеспечивает точное соблюдение ограничения экономии э или перерасхода п, установленного теплотехником локомотивного депо. Следует подчеркнуть, что применение разработанного алгоритма не влечет за собой изменение фактически достигнутых результатов энергопотребления, но обеспечивает более высокую достоверность учитываемых показателей. С целью контроля правильности установленных норм все случаи каких-либо корректировок должны подвергаться тщательному детальному рассмотрению, для чего в системе АИС САЭТ предусмотрен широкий спектр аналитических возможностей.

В четвертой главе представлены теоретическое обоснование разработанной методики распределения заданной в целом по депо нормы удельного расхода энергии (УРЭ) по уровням нормирования с учетом характера выполняемой работы, ее практическая реализация и результаты применения.

Сложившаяся на практике система нормирования энергопотребления на тягу поездов предполагает установление планового значения удельного расхода энергии аэ д для локомотивного депо на месяц на один измеритель объема выполняемой работы. Дальнейшее нормирование энергозатрат на тягу поездов по существу сводится к распределению заданной величины аэ д по элементам нормирования. Сложность решаемой задачи заключается в необходимости балансировки и увязки отдельных технических норм удельного расхода энергии с общедеповской нормой.

Поскольку в каждом локомотивном депо выполняются различные виды работы, значение полного расхода энергии по депо складывается из расхода на выполнение тонно-километровой работы и расхода, относимого на условный пробег (рис. 3). Для большинства депо плановая норма устанавливается на 10 тыс. т·км брутто. С целью объективного распределения общедеповской нормы удельного расхода по видам выполняемой работы необходимо иметь составляющие нормы на каждый измеритель – аэ т·км на 10 тыс. т·км брутто и аэ л·км на 100 лкм пробега.

На основе выполненных исследований формирование удельного расхода энергии по депо предложено рассматривать в виде уравнения линейной регрессии:

, (1)



Pages:   || 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.