Моделювання взаємодії колії та рухомого складу

Abstract

Purpose. Interaction of system’s elements of "carriage–track" modelling requires consideration of various criteria, it also requires analysis of many uncertainty and randomness factors’ influence on the basic parameters to ensure optimal or rational parameters of the system. The researching of interactions’ process requires new theoretical approaches to formulation of objectives, based on a generalization of existing modeling approaches. The purpose of this work is development of interaction models between track and rolling stock based on multiple structures of objects. Methodology. Dedicated and formed the main evaluation criteria of dynamic interaction between track and rolling stock optimization - quality assurance and safety of transportation process, improving of their efficiency and reducing of prime cost’s. Based on vector optimization methods, proposed model of rolling stock and track’s elements interaction. For the synthesis of the model used mathematical machine of multiple objects structures. Findings. Generalized approaches to modeling in the interaction of rolling stock and track for different structural elements of the system under different exploitation conditions. This theoretical approach demonstrated on the examples of modeling of passenger and freight cars with track under different exploitation conditions. Originality. Proposed theoretical approach to the problem of track and rolling stock interaction, based on a synthesis of existing models by using of multiple objects structures. Practical value. Using of proposed model allows to structure key data and rational parameters of rolling stock and track interaction’s modeling and to formulate optimal and rational parameters of the system, to determine the effective exploitation parameters and measurement system for rational use of infrastructure. Цель. При моделировании взаимодействия элементов системы «экипаж–путь» необходимо учитывать разные по своему содержанию критерии, а также анализировать влияние многих факторов и фактора неопределенности и случайности на основные показатели для обеспечения оптимальных или же рациональных параметров работы системы. Исследование процесса взаимодействия требует новых теоретических подходов к формулированию задач, основанных на обобщении существующих подходов к моделированию. Цель данной работы – развитие модели взаимодействия пути и подвижного состава на основе применения множественной структуры объектов. Методика. Выделены и сформированы основные критерии оценки решений задачи оптимизации динамического взаимодействия пути и подвижного состава – обеспечение качества и безопасности осуществления процесса перевозок, повышение их эффективности и снижение себестоимости. На основе использования методов векторной оптимизации предложенная модель системы взаимодействующих элементов подвижного состава и пути. Для синтеза модели применено математический аппарат из множественной структуры объектов. Результаты. Обобщены подходы к моделированию системы в задачах взаимодействия подвижного состава и пути для элементов разной конструкции при различных условиях эксплуатации. Данный теоретический подход продемонстрирован на примерах моделирования взаимодействия пассажирского и грузового вагонов и пути при разных эксплуатационных условиях. Научная новизна. Предложен теоретический подход к решению задачи взаимодействия пути и подвижного состава, основанный на синтезе существующих моделей путем применения множественной структуры объектов. Практическая значимость. Использование предложенной модели дает возможность структурировать основные данные и показатели при моделировании процессов взаимодействия подвижного состава и пути, формировать оптимальные и рациональные параметры функционирования системы, определять эффективные эксплуатационные параметры и систему мероприятий по рациональному использованию инфраструктуры.Мета. Моделювання взаємодії елементів системи «екіпаж–колія» потребує врахування різних за змістом критеріїв, а також аналізу впливу багатьох чинників та фактора невизначеності й випадковості на основні показники задля забезпечення оптимальних або ж раціональних параметрів роботи системи. Для дослідження процесу взаємодії необхідні нові теоретичні підходи до формулювання задач, що базуються на узагальненні існуючих підходів до моделювання. Метою цієї роботи є розвиток моделі взаємодії колії та рухомого складу на основі застосування множинної структури об’єктів. Методика. Виділено та сформовано основні критерії оцінки розв’язків задачі оптимізації динамічної взаємодії колії та рухомого складу – забезпечення якості та безпеки здійснення процесу перевезень, підвищення їх ефективності та зниження собівартості. На основі використання методів векторної оптимізації запропоновано модель системи взаємодіючих елементів рухомого складу та колії. Для синтезу моделі застосовано математичний аппарат з множинної структури об’єктів. Результати. Узагальнено підходи до моделювання в задачах взаємодії рухомого складу та колії для різних конструктивних елементів системи за різних умов експлуатації. Цей теоретичний підхід продемонстровано на прикладах моделювання взаємодії пасажирського та вантажного вагонів із колією за різних експлуатаційних умов. Наукова новизна. Запропонований теоретичний підхід до розв’язання задачі взаємодії колії та рухомого складу, що базується на синтезі існуючих моделей шляхом застосування множинної структури об’єктів. Практична значимість. Використання запропонованої моделі дає можливість структурувати основні дані та показники в ході моделювання процесів взаємодії рухомого складу та колії, формувати оптимальні та раціональні параметри функціонування системи та визначати ефективні експлуатаційні параметри й систему заходів щодо раціонального використання інфраструктури.