Research on efficiency of locomotive operation taking into account the dynamics of traffic volumes

Abstract

The dissertation examines the long train ride control mode setting in order to save fuel and to reduce freight and passenger transportation time. The main objects of investigation are the train ride control and traffic scheduling. These objects during operation of railway traction rolling-stock are important for in the case of optimal selection of train control modes, longitudinal dynamic forces of the train are reduced, train traffic safety is improved. At the same time rational selection of train running time in the line possibly reduces fuel consumption for traction. The primary aim of the paper is to create methodologies and algorithms for establishment of long train rational modes of control and calculation of diesel commuter train running times for the line creating train traffic schedules. The paper also describes rolling-stock operational testing in major Lithuanian railway transport corridors. The dissertation consists of an introduction, six chapters, conclusions, lists of bibliography and author’s publications on the topic as well as one attachment. The introductory chapter discusses the studied problem, relevance of the study, describes the study subject, formulates the goal and objectives for the study, describes the research methodology, scientific novelty, the practical significance of the results and hypotheses. At the end of the introduction scope and structure of the dissertation are given. The first chapter is a review of literature. It provides analysis of global and Lithuanian scientists’ research works, analysing the long train ride and control parameters, dealing with train running modelling and traffic scheduling tasks. Modern mathematical tools, dynamic programming techniques and problems of rational mode setting for train control are examined by well-known known Russian and Ukrainian scientists. In the second chapter train longitudinal dynamics mathematical model is presented. The third chapter deals with traffic management optimization. The fourth chapter includes long train rational mode selection software. The fifth chapter provides optimization of commuter diesel train riding in the lines, traffic scheduling. In the sixth chapter long train performance tests are described, results of theoretical and experimental comparison are given. 5 articles focusing on the subject of the discussed dissertation are published: one article – in the journal of Thomson ISI data base, with Impact Factor; one article – in the journal of Thomson ISI register, without Impact Factor; and three articles – in Proceedings reviewed during international conferences. 3 presentations on the subject have been given in conferences at national and international level.

Disertacijoje nagrinėjamos ilgųjų traukinių važiavimo valdymo režimų nustatymas, siekiant taupyti degalus ir mažinant krovinių bei keleivių vežimo laiką. Pagrindiniai tyrimo objektai yra traukinio važiavimo valdymas ir eismo grafikų sudarymas. Šie objektai eksploatuojant geležinkelio traukos riedmenis yra svarbūs tuo, kad optimaliai parinkus traukinio valdymo režimus, sumažinamos sąstato išilginės dinaminės jėgos, padidinamas traukinių eismo saugumas. Tuo pačiu racionaliai parinkus traukinių važiavimo tarpstočiais trukmę, galima sumažinti degalų traukai sąnaudas. Pagrindinis disertacijos tikslas – sukurti metodikas ir algoritmus, skirtus ilgųjų traukinių valdymo racionaliems režimams nustatyti ir priemiestinių dyzelinių traukinių važiavimo tarpstočiais trukmei apskaičiuoti, sudarant traukinių eismo grafikus. Disertacijoje taip pat aprašyti riedmenų eksploataciniai bandymai pagrindiniais Lietuvos geležinkelių transporto koridoriais. Disertaciją sudaro įvadas, šeši skyriai, išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai ir vienas priedas. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pateikiama disertacijos apimtis ir struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikta išanalizuoti pasaulio ir Lietuvos mokslininkų tiriamieji darbai, vertinantys ilgųjų traukinių važiavimo bei valdymo parametrus, nagrinėjantys traukinių važiavimo modeliavimo ir eismo grafikų sudarymo uždavinius. žinomi Rusijos ir Ukrainos mokslininkai plačiai nagrinėja šiuolaikinius matematinius įrankius, dinaminio programavimo metodus, traukinių racionalių valdymo režimų nustatymo problemas. Antrajame skyriuje pateiktas traukinio išilginės dinamikos matematinis modelis. Trečiajame skyriuje išnagrinėtas traukinių eismo valdymo optimizavimas. Ketvirtajame skyriuje ilgųjų traukinių valdymo racionalų režimų parinkimo programa. Penktame skyriuje pateikiama priemiestinių dyzelinių traukinių važiavimo tarpstočiais trukmės optimizavimas, traukinių eismo grafikų sudarymas. Šeštame skyriuje parašomi ilgųjų traukinių eksploataciniai bandymai ir pateikiamas teorinių bei eksperimentinių rezultatų palyginimas. Disertacijos tema paskelbti 5 straipsniai: 1 – mokslinės informacijos instituto duomenų bazės „ISI Web of Science“ leidinyje, turinčiame citavimo rodiklį, 1 – mokslinės informacijos instituto duomenų bazės „ISI Web of Science“ leidiniuose, neturinčiuose citavimo rodiklio, trys – tarptautinių konferencijų pranešimų medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti 3 pranešimai Lietuvos bei kitų šalių mokslo konferencijose.