Пояснительная записка (1223139), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Гистограмма – это эмпирический график распределения случай­ной величины. Цель построения гистограмм – сделать заключения о некоторой совокупности, используя выборку из нее.

Гистограммы распределения исследуемых величин для электровозов 3ЭС5К на участке Уссурийск – Смоляниново приведены на рисунке 4.1.

А)

Б)

В)

Рисунок 4.1 – Гистограммы распределения: а – числа осей в составе; б – нагрузка на ось; в – числа остановок на промежуточной станции

Представление о характере изменения расхода электроэнергии с изменени­ем некоторых факторов дает построение полей рассеяния. Результат каждой поездки отображается точкой на плоскости. Совокупность таких точек определяет картину зависимости расхода электроэнергии от рассматриваемого фактора.

На рисунке 4.2 построены поля рассеяния полного расхода электроэнергии Е_т в зависимости от значений массы и перевозочной работы.

А)

Б)

Рисунок 4.2 – Поля рассеяния расхода электроэнергии электровозом 3ЭС5К в зависимости от: а – значений массы; б – перевозочной работы

На рисунке 4.3 построены поля рассеяния полного расхода электроэнергии Е_т в зависимости от технической скорости и нагрузки на ось.

А)

Б)

Рисунок 4.3 – Поля рассеяния расхода электроэнергии электровозом 3ЭС5К в зависимости от: а – технической скорости; б – числа остановок

На рисунке 4.4 построены поля рассеяния удель­ного расхода электроэнергии е_т от различных факторов.

А)

Б)

В)

Рисунок 4.3 – Поля рассеяния удельного расхода электроэнергии электровозами 3ЗС5К в зависимости: а – перевозочной работы; б – массы состава поезда; в – нагрузки на ось

Зависимости Е_т(А), E_t(m) близки к линейным, а е_т(А), е_т(m) и e_т(q₀) к гиперболическим, но в результате влияния других факторов имеют довольно широкий разброс точек. Отклонения отдель­ных точек от основной их массы, определяющей характер зависимос­ти, объясняется влиянием неучтенных факторов.

На остальных полях рассеяния, например, для технической скорос­ти и числа остановок, закономерности, которым подчиняется основная масса точек, вы­ражены значительно слабее, это говорит о влиянии на расход электроэнергии других, более сильных факторов либо об отсутствии связи между фак­тором и откликом на него.

Поскольку на расход электроэнергии оказывают влияние многие факторы, разграничить их влияние, а также оценить степень воздействия каждо­го на расход электроэнергии привычными детерминированными методами не представляется возможным. В таких случаях, когда одному значению независимой величины соответствует не одно, а несколько значений других переменных величин, изменяющихся около некоторых средних значений, оценить влияние каждой переменной на конечный результат можно методами регрессионного анализа [1].

Сущность названного подхода состоит в определении корреляцион­ных связей между значением расхода электроэнергии и случайными значения­ми факторов, его определяющих в виде уравнения регрессии:

, (4.1)

где- – значения коэффициентов корреляции, которые определяются

методом наименьших квадратов;

– факторы, влияющие на расход электроэнергии, в качестве таких факторов рассматривают массу состава, нагрузку на ось, техническую скорость движения.

После предварительного анализа эксплуатационных факторов, влияющих на расход электроэнергии электровозами, определяются уравнения регрессии, позволяющие с определенной вероятностью предсказывать расход электроэнергии электровозами.

Результаты различных выборок из маршрутных листов могут иметь различное рассеяние. Поэтому может случиться, что построение ре­грессионной зависимости одного и того же смысла поданным одной и той же генеральной совокупности приведет к различным уравнениям. Степень соответствия этих уравнений опытным данным, несмотря на одинаковый тип зависимости, может быть различна. Для изучения тес­ноты связи между функцией отклика е_т и несколькими факторами - используется коэффициент множественной корреляции R. Коэффициент множественной корреляции служит, в частности, для оценки качества предсказания. R всегда положителен и изменяется от 0 до 1. Чем больше R, тем лучше качество предсказаний данной моде­лью опытных данных.

Величина R² называется множественным коэффициентом детер­минации. Она показывает, какая часть дисперсии функции отклика объясняется вариацией линейной комбинации выбранных факторов - . Иначе говоря, значение R² дает численную оценку того, насколько изменчивость предсказываемой величины объясняется вклю­ченными в модель факторами.

4.1 Влияние массы состава

Влияние некоторых из рассмотренных выше факторов на расход топлива тепловозами рассмотрим более детально.

Весь исследуемый массив данных о поездках, взятый из маршрутных листов машиниста разделим на группы поездов со средней массой, приходящейся на ось вагона: 15 – 20 т/ось и 20 – 23 т/ось. Для каждой группы методом наименьших квадратов получено выражение вида ( и – коэффициенты пропорциональности). Поле рассеяния и аппроксимирующие кривые приведены на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – Статистические данные по влиянию массы состава поезда на величину удельного расхода электроэнергии на тягу поездов

Из рисунка видно, что характер зависимости меняется с увеличением значений средней массы, приходящейся на ось вагона. Влияние массы состава снижается с ростом загрузки вагонов. Для груженных поездов, как это видно из рисунка 4.5 изменение массы состава меньше отражается на удельный расход электроэнергии.

4.2 Влияние загрузки вагона

Разбивается исследуемый массив на группы поездов 4000-6000 т, 6000-7000 т. Для каждой группы построения проводится аналогичные выполненным при исследовании влияния массы состава.

Поля рассеяния и аппроксимирующие кривые приведены на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 – Расчетные данные по влиянию массы состава поезда на величину удельного расхода электроэнергии на тягу поездов

Из рисунка видно, что характер зависимости практически не зависит от массы состава.

5 РАЗРАБОТКА НОРМ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

5.1 Базовый метод нормирования электроэнергии

Базовый метод основан на использовании энергетического паспорта, определяющего зависи­мость удельного расхода электроэнергии локомотива данной серии от массы поезда, сформированного из четырехосных вагонов и скорости его движения на площадке. Дополнительно к базовой норме расхода даются таблицы много­численных поправочных эмпирических коэффициентов, учитывающих особенности данного поезда и профиля пути, изменение сопротивления движению вагонов других типов и их степень загрузки, метеорологические условия, режим движения поезда [11].

5.2 Расчет и построение тягово-энергетического паспорта электровоза 2ЭС5К по инструкции ВНИИЖТ

Эта методика, представленная в [3], предназначена для выполнения анализа изменения фактических удельных расходов электрической энергии и прогнозирования потребности в топливно-энергетических ресурсах на тягу поездов локомотивных депо, железных дорог и сети дорог.

Анализ и прогнозирование расхода топливно-энергетических ресурсов базируется на уравнении тягово-энергетического паспорта “осредненного” локомотива, а также на общих формулах и положениях тяговых расчетов. В основу уравнения тягово-энергетического паспорта положена зависимость часового расхода энергоресурса от касательной мощности, которая для любого локомотива является практически однозначной прямой линией, проходящей через две точки с известными координатами: точку номинальной мощности с номинальным часовым расходом энергоресурса и точку нулевой мощности, в которой расход энергоресурса пропорционален часовому расходу на холостом ходу.

Под “осредненным” понимается локомотив, основные характеристики которого (мощность, КПД и др.) получены путем осреднения по относительному объему тонна-километровой работы, выполняемой отдельными сериями локомотивов, работающих в данном виде движения.

Удельные расходы топливно-энергетических ресурсов устанавливают для вида тяги в целом и для каждого вида движения.

Удельные расходы топливно-энергетических ресурсов для всех видов движения, за исключением маневрового, устанавливаются в кВт·ч /10⁴ ткм брутто.

В электротяге удельные расходы электроэнергии по разным уровням управления рассчитывают по счетчикам тяговых подстанций, т.е. с учетом “условных” потерь энергии в устройствах электроснабжения, а в отдельных видах движения – по счетчикам электроподвижного состава, т.е. без учета “условных” потерь. В состав “условных” потерь энергии включают потери в контактной сети, а также потери в агрегатах тяговых подстанций и в подводящих линиях.

Удельные расходы топливно-энергетических ресурсов в грузовом движении определяют путем расчета по нормообразующим факторам, состав и коэффициенты, влияния которых находят из уравнения тягово-энергетического паспорта с учетом изменения во времени структуры парков локомотивов. В остальных видах движения нормы определяют путем экстраполяции на плановый период зависимостей, аппроксимирующих фактические удельные расходы за предыдущие периоды.

Уравнение тягово-энергетического паспорта локомотива, используемое при определении плановых норм по депо, устанавливает зависимость между технической нормой и энергетическими характеристиками локомотива, состава вагонов и пути, полученную при условии движения состава вагона весом Q со средней технической скоростью V по спрямленному участку пути, имеющему постоянный уклон i.

Уравнение тягово-энергетического паспорта имеет следующий обобщенный вид:

, (5.1)

где – исходная техническая норма расхода электроэнергии, кВт·ч/10⁴ ткм брутто;

– индекс вида тяги, равный 10000 – для электротяги;

Характеристики

Список файлов ВКР