Диссертация (1025283), страница 16
Текст из файла (страница 16)
5.1а). Кроме того, учтем ограничение на скорость в 30 км/ч исуммарное ускорение 1 м/с2.Полная масса рассматриваемого электробуса составляет п 18000кг,В связи с этим будем проводить расчеты электробуса на снаряженную и полнуюмассу, а также на среднюю, равную0кг*%+кгпрохождения маршрута ограничим величиной 25 с.Результаты расчета представлены на Рис.
5.3. 15630кг. Время141213Рис. 5.3. Энергоэффективный закон движения электробуса для различныхвариантов загруженности: 1 – Масса электробуса 18000 кг; 2 – Массаэлектробуса 15630 кг; 3 – Масса электробуса 13265 кгПо результатам расчета видно, что с увеличением массы электробусаэнергоэффективная фазовая траектория неизменна, изменится лишь требуемоеуправляющее воздействие. В соответствии с этим меняется и подводимый кколесам тяговый/тормозной момент. Энергия, затраченная на преодолениезаданного маршрута за указанное время (25с), составила:• 381 кДж (затрачено на разгон 535 кДж, рекуперировано 154 кДж) – дляэлектробуса массой 13265 кг;• 458 кДж (затрачено на разгон 667 кДж, рекуперировано 209 кДж) – дляэлектробуса массой 15630 кг;• 527 кДж (затрачено на разгон 740 кДж, рекуперировано 213 кДж) – дляэлектробуса массой 18000 кг.По полученным результатам можно сделать вывод: с увеличением массыэлектробуса при его движении по маршруту увеличиваются безвозвратные142потери энергии, связанные с увеличением момента сопротивления качениюэлектробуса, а также с возросшими силами инерции.Определение энергоэффективного закона движения электробуса сучетом вмешательства водителяВ ходе движения по маршруту электробус не всегда сможетперемещаться согласно расчетным законам движения из-за дорожноготраффика, пешеходов на маршруте, светофоров и других внережимныхфакторов, которые ограничивают его скорость движения.
Например, водительможет экстренно вмешаться в управление электробусом для предотвращениядорожно-транспортного происшествия.Так как водитель, нажимая на педаль газа, лишь определяет «желание»двигаться по рассчитанному заранее закону движения, а, нажимая на педальтормоза, останавливает электробус при необходимости, то для учета такихситуаций необходимо пересчитывать оптимальную фазовую траекториюотносительно текущего состояния электробуса.
Решением этой задачи служитреализация возможности решать уравнение состояния на борту, составляя темсамым заново оптимальную траекторию движения по заранее рассчитанномудвумерному массиву значений функции Беллмана относительно текущегосостояния электробуса, которое при этом возможно определять по величинепробега ведомого колеса от начальной точки участка маршрута (или по даннымGPS/ГОЛОНАСС) и по текущей скорости движения.Для моделирования этой задачи будем использовать математическуюмодель плоского движения, рассмотренную в пункте 2.2. Представленная модельбыла оснащена блоком, позволяющим определить ближайшее, рассчитанноезаранее состояние электробуса, относительно пройденного им пути и текущейскорости движения. Далее, относительно найденного состояния электробусаначинается решение уравнения состояния с использованием заранее полученных143значений функции Беллмана и определение энергооптимального управления длядостижения конечной точки (Глава 3).Проведем расчет оптимальной фазовой траектории на маршруте длиной100 м, на котором присутствует подъем величиной 7 %, а также поворот срадиусом )п 15м (Рис.
5.1 а). Кроме того, учтем ограничение на скорость в30 км/ч и суммарное ускорение 1 м/с2. Также добавим экстренное вмешательствоводителя в управление: будем замедлять электробус с управлением 0,35т c37,5 м по 42,5 м маршрута. В качестве заранее рассчитанных значений функцииБеллмана будем использовать данные, полученные в пункте 5.2, длярассматриваемой массы электробуса. Результаты моделирования приведены наРис.
5.4.Рис. 5.4. Энергоэффективный закон движения электробуса с учетомвмешательства водителяПорезультатаммоделированиявидно,чтопослеэкстренноговмешательства водителя (промежуток пути от 37,5 м до 42,5 м, Рис. 5.4) системеуправления необходимо разгонять электробус и вернуть на расчетнуюоптимальную траекторию.144Энергия, затраченная на ускорение электробуса, составила 633 кДж, приторможении было рекуперировано 208 кДж, а также 23 кДж рассеяно в теплотуна рабочих тормозных механизмах. Таким образом, суммарная энергия,затраченная на преодоление заданного маршрута за указанное время, составила448 кДж.
Время движения по маршруту с учетом вмешательства водителясоставило 25,7 с. Средняя скорость на маршруте – 0ср Приоднократном вмешательствем+,3с 3,89 .водителя отклонениемсвремени,затраченного на прохождение маршрута, от заданного незначительно, но вслучае большого количества экстренных ситуаций, а также светофоров намаршруте отклонение может стать существенным. Решением данной проблемыслужитпроведениерасчетовсразличнымиограничениямивременипрохождения маршрута. Тогда при большой задержке водитель или диспетчерсмогут изменить используемый двумерный массив значений функции Беллмана,который обеспечит более быстрое прохождение маршрута и, соответственно,корректировку по времени.Оценка энергоэффективности электробуса в процессе движения помаршруту М2 в г.
Москва при использовании оптимального законауправленияДля возможности оценки энергоэффективности электробуса в процесседвиженияпомаршрутуМ2вг.Москванеобходимопровестирежимометрирование движения электробуса по предложенному маршруту приуправлении водителем.Существует ряд возможных методов для реализации отслеживанияположения транспортного средства на маршруте. Чаще всего для этогоиспользуются системы спутниковой навигации, такие как «ГЛОНАСС» или«GPS».145Располагая информацией о координатах положения электробуса, системавычисляет остальные параметры движения (скорость, ускорение, пройденноерасстояние) на основе измерения времени, которое объект затратил наперемещение между двумя или более полученными точками.
Используемый входе режимометрирования маршрута М2 г. Москва бортовой самописец«Автограф GSM», работающий по такому принципу, изображен на Рис. 5.5.Рис. 5.5. Бортовой самописец «Автограф GSM»Накопленные самописцем данные передаются через сеть операторасотовой связи стандарта GSM 900/1800 посредством технологии пакетнойпередачи данных GPRS на выделенный сервер, с которого они могут бытьполучены через сеть Интернет для дальнейшего анализа и обработкидиспетчерской программой «АвтоГРАФ».По результатам режимометрирования было получено, что электробусзатрачивает в среднем на один полный цикл маршрута около 66600 кДж.Далее был проведен расчет энергии, которую затратил бы электробус,двигаясь на маршруте по оптимальному закону.
Для этого весь маршрут(Рис. 4.10) был разбит на участки пути между остановками (25 в прямом и 26 вобратном направлении). Расчет проводился на каждом участке с учетомограничения на время прохождения, скорость и ускорение в процессе движения.Ограничение скорости было выбрано, исходя из требования правил дорожногодвижения. Ускорение электробуса было ограничено 1 м/с2, исходя из условийкомфорта для пассажиров. Время прохождения участка маршрута задано, исходя146из расписания движения электробуса (общее время прохождения маршрутасоставляет 75 минут). Таким образом, было получено 49 участков маршрута, накоторых проводился расчет энергоэффективного закона движения (Таблица 7).Таблица 7.Участки маршрута для проведения энергоэффективного расчетаДлина№ участкапути, мВремя впути, сДлина№участкапути, мВремя впути, сДлина№ участкапути, мВремя впути, с1596,412018400,16035723,51202405,66019494,46036419,3603359,112020119,93037471,7604400,36021599,630038559,412051063,424022240,86039583,2606523,512023305,26040288,9607222,66024910,724041288,1608241,46025676,212042278,5609226,93026318,16043448,712010694,812027381,66044494,412011638,212028599,46045447,912012328,96029376,56046490,76013435,66030649,712047234,4601470912031275,46048450,912015520,212032290,56049561,112016311,46033378,76022,4 км75 мин17411,56034521,4120^Затрачено: 50640 кДжНомера участков пути соответствуют следующим станциям:Фили – Улица Барклая;Улица Барклая – Метро «Багратионовская»;Метро «Багратионовская» – Багратионовский проезд;147Багратионовский проезд – Улица Василисы Кожиной;Улица Василисы Кожиной – Метро «Парк Победы»;Метро «Парк Победы» - Панорама «Бородинская битва»;Панорама «Бородинская битва» - Поклонная улица;Поклонная улица – Метро «Кутузовская»;Метро «Кутузовская» - Студгородок;Студгородок – Улица Дунаевского;Улица Дунаевского – Дорогомиловская застава;Дорогомиловская застава – Кутузовский проспект, 8;Кутузовский проспект, 8 – Гостиница «Украина»;Гостиница «Украина» - Площадь Свободной России;Площадь Свободной России – Новинский бульвар;Новинский бульвар – Кинотеатр «Октябрь»;Кинотеатр «Октябрь» – Дом Книги;Дом Книги – Арбатские Ворота;Арбатские Ворота – Метро «Библиотека им.
Ленина 1»;Метро «Библиотека им. Ленина 1» – Метро «Библиотека им. Ленина 2»;Метро «Библиотека им. Ленина 2» – Манежная площадь;Манежная площадь – Театральная площадь;Театральная площадь – Метро «Лубянка»;Метро «Лубянка» – Метро «Китай - город»;Метро «Китай - город» – Метро «Лубянка» - Политехнический музей;Метро «Лубянка» - Политехнический музей – Метро «Лубянка» Центральный детский магазин;Метро «Лубянка» - Центральный детский магазин – Театральная площадь;Театральная площадь – Манежная площадь;Манежная площадь – Метро «Александровский сад»;Метро «Александровский сад» – Арбатские Ворота;Арбатские Ворота – Дом Книги;148Дом Книги – Кинотеатр «Октябрь»;Кинотеатр «Октябрь» – Новинский бульвар;Новинский бульвар – Площадь Свободной России;Площадь Свободной России – Гостиница «Украина»;Гостиница «Украина» – Кутузовский проспект, 8;Кутузовский проспект, 8 – Дорогомиловская застава;Дорогомиловская застава – Улица Дунаевского;Улица Дунаевского – Студгородок;Студгородок – Метро «Кутузовская»;Метро «Кутузовская» – Поклонная улица;Поклонная улица – Панорама «Бородинская битва»;Панорма «Бородинская битва» – Метро «Парк Победы»;Метро «Парк Победы» – Улица Неверовского;Улица Неверовского – Улица Василисы Кожиной;Улица Василисы Кожиной – Багратионовский проезд;Багратионовский проезд – Метро «Багратионовская»;Метро «Багратионовская» – Улица Барклая;Улица Барклая – Фили;Расчет проводился для электробуса с массой, равной 15360кг.Зависимость кривизны траектории от пути была получена при помощи картымаршрута (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
