40
Удирдамжтай болон тольбичигт суурилсан утга таних аргуудад тодорхой хэмжээний
сургалтын мэдээлэл байдаг.
Вауеs-ийн шийдвэрийн дүрэм:
If P(s’|c)>P(sk|c) for sk≠s ( | ) =
( | )
( )
( )
Энэ дүрэм нь хамгийн өндөр нөхцөлт магадлал бүхий утгыг сонгоно. Тухайн олон утгатай
үгийн бүх утгуудын хувьд хамгийн их магадлалт утгыг олох шаардлагатай. Бүх салаа
утгын хувьд ижил тогтмол тоо тул тэр нь бидний хамгийн их магадлалыг олоход болно.
Мөн тооцооллыг хялбарчилахын тулд магадлалаас логарифм авч болно. Ингэснээр үгийн
утга нь:
= arg max ( | )
= argmax
( | )
( )
( )
= arg max ( | ) ( )
= arg max[ ( | ) + ( )
Вауеs-ийн энгийн таамаглал
( | ) = = ( | )
Вауеs-ийн энгийн таамаглал оруулснаар дараах шийдвэрийн дүрэм гардаг.
= arg max[ ( ) + ( |
)
P(vj|sk) ба P(sk) нь хамгийн их үнэний хувь бүхий үнэлэлтээр тооцоологдох ба энэ үнэлэлт
нь заагдсан сургалтын корпусаас тохирох адилтгалыг ашиглаж болно.
=
( )
( )
P(Sk)=
( )
( )
C(vj sk) - сургалтын корпус дахь sk утгын өгүүлэмжид vj үгийн давтамжийн тоо.
C (Sk) - сургалтын корпус дахь Sk-ийн үгийн тоо.
C(w)- w салаа утгатай үгийн нийт үгийн тоо.
Bayes-ийн утга сонгох алгоритм
1. Comment: Trainning
2. for all senses Sk of do
3. for all words Vj in thevocabulary do
4. =
( )
( )
5. end for
6. end for
41.
41
7. for allsenses Sk of w do
8. P(Sk)=
( )
( )
9. end for
10.comment: Disambiguation
11.for all senses Sk of w do
12. score (Sk)=logP(Sk)
13.For all words Vj in the context windows c do
14. score(Sk)=score(Sk)+logP(Vj|Sk)
15. end for
16.end for
17.choose s’=arg max,, score(Sk)
Үүнд:
Vocabulary- үгсийн сан
Context window –өгүүлэмжийн хүрээ
Дүгнэлт
Монгол хэлний үг зүйн , Байесийн ангилагчийн судалгаа хийж, энэхүү алгоримтын
үр дүнг шалгах, корпус (их хэмжээний текст ) бэлтгэж, сургалт (Trainning ) явуулж байна.
Цаашид:
Байесийн утга таних алгоритмын үр дүнг шалгах програмын код бичих.
Үгийн утгыг салгах бусад аргуудыг судлан Байесийн аргатай харьцуулах
шаардлагатай.
Ашигласан материал
1.Hinrich Schütze Christopher D.Manning, Foundations of Statistical Natural Language
Processing. London, England: MIT, Cambridge, Massachusetts.
2. Д.Бадамдорж, Монгол хэлний утга судлал. Улаанбаатар, 2001.
3.А.Хүдэр, Өгүүлбэр дэх үгийн аймгийг марковын гинжээр тодорхойлох компьютерийн
загвар боловсруулах нь. Улаанбаатар, 2013.
4.Б.Батзолбоо, Монгол хэлний үг хувиллын компьютер загвар ба бичвэрийг хөрвүүлэх
систем. Улаанбаатар хот, 2012.
94
2. Шинэчлэн сайжруулсанэд ангиар тоноглох вагоноор парк шинэчлэл
хийх - жилд 150 - 200 вагон
Жилд 350 - 400 вагон
Жил бүр дээрхи маягийн хөрөнгө оруулалт хийвэл УБТЗ-ын
өнөөдрийн байгаа вагоны паркийг 7 – 8 жилийн дотор
шинэчлэн сайжруулсан эд ангиар тоноглох боложтой бөгөөд
ВАА-н чиглэлээр гарч байгаа гологдлын гарах нөхцлийг эрс
бууруулна.
Ашигласан материал
1. Инструкция по экспулатаций и деповскому ремонту тележек грузовых
вагонов с износостойкими элементами и колесаме с ремонтным профилем
ИТМ-73 или стандарт профилем
2. Н.С.Бачурин, К.М.Колясов, О.В.Черепов “Ходовые части грузовых и
пассажирских вагонов”
3. Г.Лхамсүрэн, А.Пүрэвбаатар “ Вагоны аж ахуй дахь галт тэрэгний
хөдөлгөөний аюулгүй ажиллагаа”
4. ВАА-н албаны галт тэрэгний хөдөлгөөний аюулгүй ажиллагааны судалгаа
5. В.В.Крылов “Воздухораспределители КАВ для грузовых поездов колеи
1250мм”
Д.Тамир
УБТЗ Статистик бүртгэл мэдээллийн технологийн төвийн дарга
РАЗРАБОТКА МНОГОФАКТОРНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ГРУЗООБОРОТА И ОБЪЕМА ПЕРЕВЕЗЕННЫХ ГРУЗОВ
Аннотация. Исследовано влияние различных факторов, характеризующих
процесс перевозки грузов, на грузооборот и объем погрузки грузов. На первом
шаге, используя значения парных коэффициентов корреляции, были отобраны
факторы, слабо коррелированные между собой. Из 10 исследуемых факторов
таких факторов оказалось пять: х1 – статическая нагрузка, тн; х2 – оборот вагона,
сут; х4 – средняя зарплата, тыс.тугр; х9 – среднесуточный пробег локомотива,
км/сут; х10 – эксплуатационный парк локомотивов, лок/сут. На втором шаге,
используя значения t-статистики, были исключены незначимые факторы. В
проведенном исследовании этими факторами для грузооборота оказались
статическая нагрузка и оборот вагона, а для объема погрузки грузов – статическая
нагрузка, оборот вагона и эксплуатационный парк локомотивов. При практическом
применении полученных моделей в задаче прогнозирования основных
показателей необходимо в дальнейшем для каждого существенного фактора
создать прогнозную модель, как функцию времени (факторные модели
прогнозирования). Используя эти модели, необходимо определить прогнозные
значения по факторам, а далее подставляя эти значения в многофакторные
модели, вычислять прогнозные значения основных показателей.
95.
95
Ключевые слова: прогнозирование,грузовые перевозки, многофакторный
регрессионный анализ.
Abstract: The influence of the distribution function on the average and gamma-
percent residual life was investigated. Justification of the distribution function was
performed by the modified Kolmogorov and statistical data on the equipment of 25 units.
The authors have chosen three different distribution functions: normal, Birnbaum-
Saunders and Weibull. To assess the accuracy of the calculation of a residual life for
selected types of distribution laws found their estimates using a statistical approach.
Both indicators nearer to their estimates values are obtained on the distribution
Birnbaum-Saunders. One advantage of the analytical approach is the possibility of
using the Monte-Carlo method for the study of residual life of equipment, structure
consisting of various components.
Keywords: mean time, the average residual life, gamma-percent residual life,
modified Kolmogorov test, uptime probability.
Введение
Монголия занимает территорию 1531,0 тыс. кв. км, население
составляет 2,3 млн. чел. Нехватка автомобильных дорог объективно
обусловливают ведущую роль железнодорожного транспорта в
экономике страны. В настоящее время общая эксплуатационная длина
Улан-Баторской железной дороги (УБЖД) составляет 1815 км, и в том числе
1110 км составляет главная магистраль, соединяющая Россию и Китай.
В силу географического положения Улан-Баторская железная дорога играет
важную роль в обеспечении транспорта, являющаяся не только надёжной
транспортной сетью, но в условиях динамичного развития мировой экономики,
имеет большой потенциал для транзитных перевозок в сообщении Европы и
России с Китаем и странами АТР, объективно являясь естественным сухопутным
мостом в этом направлении.
Для повышения эффективности перевозочного процесса на Улан-Баторской
железной дороге необходимо уметь проводить прогнозирование основных
показателей на основе многофакторных моделей. Статистические данные для
прогнозирования получены из службы Статистического учета и вычислительной
техники УБЖД и Государственной статистики Монголии. Их значения приведены
в работе [1]:
у1 – грузооборот, млн.ткм;
у2 – погрузка, тыс.тн;
х1 – статическая нагрузка, тн;
х2 – оборот вагона, сут;
х3 – простой вагонов под одной грузовой операцией, вагоно-часов;
х4 – средняя зарплата, тыс.тугр;
96.
96
х5 – себестоимость,тыс.тугр/млн.ткм;
х6 – средний вес поезда, тн брутто;
х7 – техническая скорость, км/час;
х8 – участковая скорость, км/час;
х9 – среднесуточный пробег локомотива, км/сут;
х10 – эксплуатационный парк локомотивов, лок/сут.
Первые два показателя (у1, у2) являются основными, именно эти значения
необходимо прогнозировать. Остальные показатели (х1–х10) являются влияющими
факторами.
Необходимость и важность математического моделирования процесса
перевозки грузов железнодорожным транспортом отмечается в различных
публикациях [2, 3, 4].
Постановка задачи
Создание многофакторной модели прогнозирования осуществляется в
несколько этапов. Основными из них являются следующие:
1) отбор некоррелирующих между собой факторов;
2) выбор многофакторной модели прогнозирования;
3) определение значений параметров многофакторной модели
прогнозирования;
4) проверка адекватности полученной многофакторной модели
прогнозирования;
5) использование полученной многофакторной модели прогнозирования.
При реализации первого этапа на практике используют выборочные
значения парного коэффициента корреляции между i-м и j-м факторами (rij). Если
выполняется условие [5]
│rij│> (0,7-0,8) , (1)
то между этими факторами имеется существенная связь. В этом случае один из
факторов рекомендуется исключить, чтобы одна и та же причина не учитывалась
дважды.
В работе [1] приведены парные коэффициенты корреляции между
выбранными в работе факторами.
Учитывая условие (1), были оставлены следующие пять факторов:
(х1, х2, х4, х9, х10). (2)
В качестве прогнозной многофакторной модели рекомендована модель
множественной линейной регрессии
y=a0+a1·x1+ a2·x2+ a4·x4+ a9·x9+ a10·x10. (3)
Для оценки параметров этой модели (3) выбран метод наименьших
квадратов
97.
97
A=(ET
E)-1
(ET
Y), (4)
где Е– матрица значений факторов, Y – вектор статистических данных
(временной ряд), Т – операция транспонирования, (-1) – операция нахождения
обратной матрицы.
При проверке адекватности полученных моделей рекомендован их
дополнительный статистический анализ, а именно: провести проверку значимости
коэффициентов прогнозных моделей – H0: bj=0, H1: bj≠0, j=1, 2, 4, 9, 10. В качестве
критерия рекомендована t-статистика [6]
tj=aj/s(aj)→t(v0) , (5)
где aj – оценки коэффициентов bj, полученные методом наименьших квадратов;
s(aj) – оценки среднеквадратического отклонения коэффициентов aj; величина (5)
при известных ограничениях [6] имеет t-распределение c числом степеней
свободы v0, в нашем случае v0=7.
В качестве критериев адекватности выбраны F-критерий Фишера, критерий
Дарбина-Уотсона, критерий «восходящих» и «нисходящих» серий, критерий пиков.
Критерий Дарбина-Уотсона проверяет важнейшую предпосылку
регрессионного анализа – отсутствие автокорреляции в последовательности
остатков et.
Значение критерия вычисляется по формуле
m
t
t
m
t
tt
e
ee
d
1
2
2
2
1 )(
.
Эта величина сравнивается с двумя табличными уровнями: нижним - 1d и
верхним - 2d . Если полученное значение d больше двух, то перед
сопоставлением его нужно преобразовать:
dd 4 .
Если d (или d) находится в интервале от нуля до 1d , то значения остатков
сильно автокоррелированы. Если значение d -критерия попадает в интервал от
2d до 2, то автокорреляция отсутствует.
Если 21 ddd - однозначного вывода об отсутствии или наличии
автокорреляции сделать нельзя и необходимо использовать другой критерий,
например, коэффициент автокорреляции первого порядка.
98.
98
Результаты исследования
Первоначально былиполучены многофакторные модели прогнозирования
грузооборота (у1, млн.ткм) и объема погрузки грузов (y2, тыс.тн) относительно
практически некоррелируемых факторов (2):
у1=-7687,2990+41,3689·x1+4,9205·x2+0,0061·x4 +8,2880·x9+178,7836·x10; (6)
y2=5528,0751+15,3742·x1 - 0,1327·x2 +0,0126·x4 - 2,3199·x9 +7,3289·x10. (7)
Исходные данные по годам, необходимые для получения моделей (6, 7) по
трем факторам, приведены в таблице 1 [1].
Таблица 1
Значения основных показателей и существенных факторов
Годы y1 y2 x1 x2 x10
2000 4292,75 6783,37 55,98 5,50 26
2001 5287,27 7131,18 56,57 6,89 31
2002 6452,06 7511,82 55,66 5,57 41
2003 7254,76 7593,05 54,97 5,13 43
2004 8856,90 7886,42 53,13 6,07 51
2005 9929,09 9000,01 53,40 3,10 53
2006 9218,50 9057,08 52,55 3,04 45
2007 8360,65 9217,61 51,10 4,26 40
2008 8261,37 10455,79 51,06 3,83 44
2009 7852,10 10318,48 56,46 3,87 36
2010 10286,70 12783,98 55,92 5,03 43
2011 11418,75 14371,77 54,79 4,43 46
2012 12142,74 16221,75 55,54 3,59 42
В таблице 2 приведены полученные значения t-статистики (5), Р –
исследуемый показатель.
Таблица 2
Значения t-статистики для коэффициентов
Р t1 t2 t4 t9 t10
у1 1,57 0,68 12,60 3,83 11,10
у2 0,61 0,12 24,10 -2,70 1,70
В результате проведенного статистического анализа для грузооборота
значимыми оказались следующие факторы: х4, х9, х10 (средняя зарплата,
99.
99
среднесуточный пробег локомотива,эксплуатационный парк локомотивов); для
погрузки грузов – х4, х9 (средняя зарплата, среднесуточный пробег локомотива).
Используя статистические данные, методом наименьших квадратов (4) были
получены следующие прогнозные модели:
для грузооборота
у1=-4786,1806+0,0062·x4+7,5745·x9+171,5139·x10; (8)
для объема погрузки грузов
y2=6887,3590+0,0127·x4 - 2,8147·x9 . (9)
Для модели (8) F-статистика равна 58,7; для модели (9) – 115,2. Эти
значения подтверждают хорошую значимость полученных прогнозных моделей.
В таблице 3 приведены относительные отклонения в процентах по каждому
году для у1 и у2: 1 - пятифакторные модели (6-7); 2 – трех и двухфакторные
модели (8-9);
О.О.у=100·│у(набл)-у(расч)│/ у(набл). (10)
Таблица 3
Относительные отклонения в процентах (10)
Год О.О.у1(1) О.О.у2(1) О.О.у1(2) О.О.у2(2)
2000 6,10 1,36 5,54 0,21
2001 1,66 3,15 2,69 2,78
2002 1,62 1,25 1,08 1,22
2003 0,26 3,24 0,63 3,18
2004 1,73 6,29 1,48 5,83
2005 1,46 2,75 1,96 3,46
2006 3,94 2,07 3,80 2,21
2007 3,21 0,59 1,96 0,04
2008 7,99 0,95 9,56 1,57
2009 9,19 6,11 8,13 6,21
2010 0,35 3,02 0,58 3,08
2011 2,81 2,79 3,00 2,59
2012 1,71 1,33 1,92 1,70
На рисунке 1 приведена графическая иллюстрация значений из таблицы 3
для моделей (8-9).
100.
100
Рис. 1. Графическаяиллюстрация адекватности моделей (8, 9)
Анализируя рисунок 1 и данные таблицы 3, можно сделать вывод о
практической адекватности полученных многофакторных моделей для
грузооборота (8) и объема погрузки грузов (9).
Выводы
1. Показано, что грузооборот и объем погрузки грузов можно прогнозировать
по небольшому числу факторов: а) грузооборот по трехфакторной модели (8); б)
объем погрузки грузов по двухфакторной модели (9).
2. Используя в дальнейшем факторные прогнозные модели, основные
показатели рекомендуется прогнозировать в два этапа: а) по факторным моделям
определять их прогнозные значения; б) подставляя эти значения в
многофакторные модели, вычислять прогнозные значения основных показателей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Давааням Тамир. Создание модели многофакторного прогнозирования
основных показателей УБЖД // Материалы 5-й всероссийской НПК с
международным участием «Транспортная инфраструктура Сибирского региона».
Иркутск: 2014, том 1. C. 408-413.
2. Краковский Ю.М., Домбровский И.А. Вероятностный анализ
безубыточности грузовых перевозок на основе метода Монте-Карло // Известия
Трансиба. – 2013. – №1 (13). – С. 125-130.
3. Краковский Ю.М., Домбровский И.А. Прогнозирование грузооборота дороги
на основе статистической и экспертной информации // Вестник стипендиатов
DAAD. 2013. Т.1. №1-1(10). с. 18-25.
4. Бардушко В.Д.
5. Тихомиров Н.П., Дорохина Е.Ю. Эконометрика. М.: Изд-во Экзамен. 2003.
512 с.
6. Айвазян С.А., Мхитарян В.С. Прикладная статистика и основы
эконометрики. М.: ЮНИТИ. 1998. 1022 с.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
1995 2000 2005 2010 2015
Время
у1 (набл.)
у1 (расч.)
у2 (набл.)
у2 (расч.)
101.
101
А.Энх-Амгалан
УБТЗ Улаанбаатар татаххэсгийн инженер
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ УЛАН-БАТОРСКОЙ
ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Ключевые слова: железная дорога, тепловоная тяга, электрификация, род тока,
энергозатраты
Основные сведения об Улан-Баторской железной дороге
Железнодорожный транспорт является важнейшей отраслью Монголии, поэтому
эффективное его использование имеет общегосударственное
значение.Повышение работы железных дорог во многом зависит от научной
обоснованности системы управления затратами.
Общая протяженность железных дорог Монголии в настоящее время составляет
1815 км [1]. Численность работников Улан-Баторской железной дороге (УБЖД)
составляет 15940 человек. Парк подвижного состава насчитывает: локомотивы –
59; грузовые вагоны всех типов – 2 569; пассажирские вагоны дальнего следования
– 261.
Крупнейшей железнодорожной линией Монголии является Трансмонгольская
магистраль Сухэ-Батор - Улан-Батор - Дзамын-Ууд протяженностью 1111 км.
В настоящее время в Монголии применяется тепловозная тяга. В грузовом и
пассажирском движении работают тепловозы российского производства, при этом
для вождения грузовых поездов используются тепловозы серии 2ТЭ116 и 2М62, а
вождение пассажирских поездов осуществляется тепловозами серии М62.
Эффективность тяги поездов во многом определяется расходом топливно-
энергетических ресурсов. Тепловозы потребляют большое количество
дорогостоящего дизельного топлива, приобретаемого за рубежом. Это
значительно увеличивает стоимость перевозок на железной дороге. Опыт других
стран, прежде всего, России, показывает, что стоимость перевозок существенно
снижается при электрической тяге. Электрификация железных дорог позволяет
повысить массу и скорость движения поездов, пропускную и провозную
способность железных дорог, уменьшить эксплуатационные расходы.
В связи с этим тема исследования, посвященная оценке энергетической
эффективности применения электрической тяги на Улан-Баторской железной
дороге, имеет прямое, исключительно важное, значение для повышения
эффективности экономической и технической деятельности УБЖД.
Целью исследования является повышение энергетической эффективности тяги
поездов, экономической и технической деятельности железнодорожного
транспорта Монголии.
Анализ показателей работы Улан-Баторской железной дороги
Ретроспективный анализ показателей работы УБЖД свидетельствует о том, что
объем перевозок ежегодно возрастает (рисунок 1), при этом средняя масса поезда
также увеличивается (рисунок 2). Исходя из существующей тенденции, для
освоения возросшего объема перевозок через 10 лет, т. е. в 2022 году, среднюю
102.
102
массу поезда потребуетсяувеличить до 4500-4700 т. Вождение поездов такой
массы используемые на УБЖД в настоящее время тепловозы серии 2ТЭ116 и
2М62 не смогут обеспечить из-за недостаточной мощности и силы тяги. Возможно
применение сдвоенной тяги для вождения поездов большой массы, однако при
этом значительно возрастают эксплуатационные расходы на тепловозную тягу в
основном из-за увеличения расхода топливно-энергетических ресурсов.
Рисунок 1 – Обьем транспортной работы локомотивного депо Улан-Батор
Рисунок 2 – Средняя масса грузового поезда в локомотивном депо Улан-
Батор
Опыт железных дорог других стран, прежде всего, Российских железных дорог,
показывает, что для освоения возрастающего объема перевозок целесообразно
переходить с тепловозной тяги на электрическую тягу.
Улан-Баторская железная дорога Монголии соединена с Восточно-Сибирской
железной дорогой Российской Федерации, на которую в настоящее время
поступают новые грузовые электровозы переменного тока серии 2ЭС5К. Такие
электровозы в перспективе могут работать на электрифицированной Улан-
Баторской железной дороге, поэтому для них определим максимальную массу
грузового поезда и оценим энергетическую эффективность применения
электрической тяги на УБЖД.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
2008 2009 2010 2011 2012
Qс
год
млн.т∙км
t
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
2008 2009 2010 2011 2012
mc
т
годt
103.
103
Расчет максимальной массыгрузового поезда
Максимальная масса состава вагонов определяется по различным условиям,
прежде всего, по условиям движения с установившейся скоростью на расчетном
подъеме и по условиям трогания и разгона. Во всех случаях расчет максимальной
массы состава вагонов производится с учетом основных положений теории тяги
поездов и рекомендаций [2-4].
Согласно [2-4] касательная сила тяги электровоза при движении поезда на
подъеме с установившейся скоростью характеризуется выражением
Fкр=Wo+Wi=Woл+Wiл+Woс+Wiс=mлg(wол+i)+mсg(wос+i),
откуда максимальная масса состава вагонов по условию движения
поезда с установившейся скоростью в режиме тяги, т
mс =
)iw(g
)iw(gm10F
ос
олл
3
кр
.
В приведенных выражениях приняты следующие обозначения: Fкр касательная
сила тяги локомотива; Wo,Woл,Woс силы основного сопротивления движению
поезда, локомотива и состава вагонов; Wi,Wiл,Wiс силы от подъема, действующие
на поезд, локомотив и состав вагонов; mл, mс массы локомотива и состава
вагонов; g ускорение свободного падения; wол, wос удельное основное
сопротивление движению локомотива и состава вагонов; i крутизна подъема.
Удельное основное сопротивление движению локомотива под током, Н/кН
wол= wo = 1,9 + 0,01V + 0,0003V2
.
Удельное основное сопротивление движению 4-осных грузовых вагонов на
роликовых подшипниках, Н/кН
wос= wо=0,7+(3+0,1V+0,0025V2
)/mво,
где mво масса на ось вагона, т.
Количество вагонов состава поезда определяется выражением
nв = mс /(4mво).
Исходные данные и результаты расчета максимальной массы поезда, ведомого
электровозом 2ЭС5К и тепловозом 2ТЭ116 с установившейся расчетной скоростью
и силой тяги на расчетном подъеме, приведены в таблице 1. Расчет максимальной
массы поезда выполнен для одного из лимитирующих подъемов крутизной 16 ‰,
имеющихся на УБЖД, на таких подъемах требуется подталкивание тяжелых
поездов массой 3000 т и выше.
Результаты расчета показывают, что при движении с расчетной скоростью и силой
тяги на лимитирующем подъеме крутизной 16 ‰ максимальная масса поезда для
одного электровоза 2ЭС5К составляет 2772 т против 2665 т для одного тепловоза
2ТЭ116, т. е. на 107 т больше, хотя скорость электровоза 43,5 км/ч почти в два
раза больше, чем скорость тепловоза 24,2 км/ч.
104.
104
Таблица 1 –Исходные данные и результаты расчета максимальной
массы поезда
Тип и серия локомотива Электровоз
2ЭС5К
Теплово
з
2ТЭ116
Масса локомотива mл, т 192 376
Расчетная скорость Vр, км/ч 43,5 24,2
Расчетная сила тяги локомотива
Fкр, кН
502,3 496,4
Вагоны Грузовые 4-осные на
подшипниках качения
Масса на ось вагона mво, т 17,5
Путь Звеньевой
Крутизна расчетного подъема i, ‰ 16
Удельное основное сопротивление
движению локомотива под током
wo, Н/кН
2,88 2,32
Удельное основное сопротивление
движению грузовых вагонов wо,
Н/кН
1,16 1,09
Масса поезда mс, т 2772 2665
Определение энергетической эффективности применения электрической тяги на
Улан-Баторской железной дороге
Оценим энергетическую эффективность применения электрической тяги на участке
пути 1 км с подъемом крутизной 16 ‰.
а) Для электровоза 2ЭС5К время прохождения 1 км пути с расчетной скоростью
43,5 км/ч составляет
T = L/V = 1∙60/43,5 = 1,37 мин.
Удельный расход электроэнергии электровоза 2ЭС5К при движении с расчетной
скоростью 43,5 км/ч и силой тяги 502,3 кН согласно [2] равен аэ = 123,4 кВт∙ч/мин.
Тогда полный расход электроэнергии на тягу поезда массой 2772 т на участке пути
1 км с подъемом крутизной 16 ‰ составляет
Аэ = аэT = 123,4∙1,37 = 169,0 кВт∙ч.
Стоимость израсходованной электроэнергии при ее тарифе на УБЖД сэ = 2,1
руб/кВт∙ч составляет
Цэ = сэАэ = 2,1∙169,0 = 354,9 руб.
б) Для тепловоза 2ТЭ116 время прохождения 1 км пути с расчетной скоростью 24,2
км/ч составляет
T = L/V = 1∙60/24,2 = 2,48 мин.
Удельный расход дизельного топлива тепловоза 2ТЭ116 при движении с
расчетной скоростью 24,2 км/ч и силой тяги 496,4 кН согласно [2] равен ат = 8,0
кг/мин.
Тогда полный расход дизельного топлива на тягу поезда массой 2665 т на участке
пути 1 км с подъемом крутизной 16 ‰ составляет
105.
105
Ат = атT= 8∙2,48 = 19,84 кг.
Стоимость израсходованного дизельного топлива при его тарифе на УБЖД ст = 36
руб/кг составляет
Цт = стАт = 36,0∙19,84 = 714,2 руб.
По результатам расчетов видно, что на 1 км пути лимитирующего подъема
крутизной 16 ‰ затраты на топливно-энергетические ресурсы при электрической
тяге примерно в 2 раза меньше, чем при тепловозной тяге. На участках с легким
профилем пути, т. е. с подъемами меньшей крутизны, энергозатраты при
электрической тяге будут еще меньше по сравнению с тепловозной тягой,
поскольку при малых нагрузках и на холостом ходу расход электроэнергии
электровозов существенно снижается, а расход дизельного топлива тепловозов
практически не уменьшается.
Выводы
1. Расчеты показывают, что благодаря применению электрической тяги на Улан-
Баторской железной дороге финансовые затраты на топливно-энергетические
ресурсы сокращаются примерно в 2 раза.
2. За счет большей массы и скорости движения поездов эффективность
применения электрической тяги на Улан-Баторской железной дороге будет еще
больше.
Список литературы
1.http://www.legendtour.ru/rus/mongolia/informations/ubzd.shtml.
2.Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985.
287 с.
3.Гребенюк П.Т., Долганов А.Н., Скворцова А.И. Тяговые расчеты.
Справочник. Транспорт, 1987. 272 с.
4.Теория электрической тяги/ Под ред. И.П. Исаева. М.: Транспорт, 1995.
294 с
А.Энх-Амгалан
УБТЗ Улаанбаатар татах хэсгийн инженер
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИНОСТИ ТЯГИ ПОЕЗДОВ НА
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ МОНГОЛИИ
Рассмотрены основные показатели электрической и тепловозной тяги
на Улан-Баторской железной дороге, разработаны направления повышения
эффективности тяги поездов, прежде всего, путем электрификации железной
дороги.
Основной транспортной артерией Монголии является Улан-Баторская
железная дорога (УБЖД) протяженностью 1111 км. Ширина рельсовой колеи на
УБЖД такая же, как на российских железных дорогах, также одинаковые
организационно-технические требования и нормативы. Поскольку изначально
дорога была рассчитана на небольшой объем перевозок, большинство перегонов
106.
106
на дороге однопутные,а приемо-отправочные пути станций имеют длину в
основном 850 м. В настоящее время стратегическое значение дороги возрастает,
так как увеличиваются евроазиатские перевозки, прежде всего, контейнерные
перевозки из Китая в Европу.
Сейчас на Улан-Баторской железной дороге применяется тепловозная тяга.
В грузовом и пассажирском движении работают тепловозы российского
производства, при этом для вождения грузовых поездов используются тепловозы
серии 2ТЭ116 и 2М62, а вождение пассажирских поездов осуществляется
тепловозами серии М62.
Анализ показателей работы УБЖД свидетельствует, что объем перевозок
постоянно возрастает. Так за период 2010-2012 гг. объем перевозок на дороге
возрос на 37 %, а средняя масса поезда увеличилась с 2852 т до 3193 т, то есть
на 12 %. Исходя из существующей тенденции, для освоения возросшего объема
перевозок через 10 лет среднюю массу поезда потребуется увеличить до 4500-
4700 т. Вождение поездов такой массы используемые на УБЖД в настоящее
время тепловозы серии 2ТЭ116 и 2М62 не смогут обеспечить из-за недостаточной
мощности и силы тяги. Возможно применение сдвоенной тяги для вождения
поездов большой массы, однако при этом значительно возрастают
эксплуатационные расходы на тепловозную тягу в основном из-за увеличения
расхода топливно-энергетических ресурсов.
Опыт железных дорог других стран, прежде всего, Российских железных дорог,
показывает, что для освоения возрастающего объема перевозок целесообразно
переходить с тепловозной тяги на электрическую тягу.
Улан-Баторская железная дорога Монголии соединена с Восточно-Сибирской
железной дорогой Российской Федерации, на которую в настоящее время
поступают новые грузовые электровозы переменного тока серии 2ЭС5К. Такие
электровозы в перспективе могут работать на электрифицированной Улан-
Баторской железной дороге.
Для оценки тягово-энергетической эффективности применения электрической тяги
на УБЖД сравним основные показатели работы электровозов и тепловозов в
одинаковых условиях эксплуатации. Важнейшими показателями работы
локомотивов являются масса поезда, скорость движения, расход топливно-
энергетических ресурсов. С учетом рекомендаций и нормативов [1] для
локомотивов 2ЭС5К и 2ТЭ116 рассчитаны значения максимальной массы состава
вагонов с нагрузкой на ось 20 т при движении с установившейся скоростью 50 км/ч
на звеньевом пути с подъемами различной крутизны в диапазоне 0-20 ‰, которые
характеризуются зависимостями на рис. 1. Сравнение полученных зависимостей
показывает, что при указанных условиях электровозы 2ЭС5К могут водить
грузовые поезда, масса которых на 37-58 % больше, чем для тепловозов 2ТЭ116.
Следовательно, при электрической тяге пропускная и провозная способности
УБЖД значительно возрастут за счет большей массы и скорости движения
поездов.
Проанализируем показатели электрической и тепловозной тяги на тяговом плече
Улан-Батор – Зуунхараа длиной 173 км, который имеет наиболее трудный
профиль пути. В нечетном направлении на тяговом плече Улан-Батор – Зуунхараа
имеются затяжные подъемы крутизной до 15-17 ‰ и спуски крутизной до 10-11‰.
При этом общая длина подъема, расположенного в начале тягового плеча,
107.
107
составляет около 20км, а на остальной части тягового плеча расположен
затяжной спуск длиной около 150 км. В четном направлении тягового плеча
Зуунхараа-Улан-Батор расположены преимущественно затяжные подъемы
крутизной до 10-11‰ общей длиной около 150 км и спуски большой крутизны до
15-17 ‰.
Рис. 1. Зависимости максимальной массы состава вагонов грузового
поезда при нагрузке на ось 20 т с локомотивами 2ЭС5К и 2ТЭ116 по
условиям движения с установившейся скоростью 50 км/ч при разной
крутизне подъемов на звеньевом пути
Результаты тягово-энергетических расчетов для грузовых поездов при
электрической тяге в нечетном и четном направлениях тягового плеча Улан-Батор
– Зуунхараа длиной 173 км приведены в табл. 1, в которой приняты следующие
обозначения: mc – масса состава; Vt – средняя техническая скорость движения; Аэт
– потребление электроэнергии; Аэр – возврат электроэнергии в контактную сеть
при рекуперативном торможении; Аэ – результирующий расход электроэнергии на
тягу; аэ – удельный расход электроэнергии на тягу; βэр – относительный возврат
электроэнергии при рекуперативном торможении; Цэ – стоимость
израсходованной электроэнергии.
По данным табл. 1 видно, что в нечетном направлении на тяговом плече
Улан-Батор – Зуунхараа электровозы 2ЭС5К с грузовыми поездами массой 3000-
3400 т реализуют среднюю скорость движения 66-67 км/ч, при этом удельный
расход электроэнергии на тягу составляет 49-57 кВт.ч/104
т.км, относительный
возврат электроэнергии при рекуперативном торможении – 23-29 %, стоимость
израсходованной электроэнергии – 6180-6390 руб.
В четном направлении на тяговом плече Зуунхараа – Улан-Батор
электровозы 2ЭС5К с грузовыми поездами массой 3000-4700 т реализуют
среднюю скорость движения 64-68 км/ч, при этом удельный расход
электроэнергии на тягу составляет 169-179 кВт.ч/104
т.км, относительный возврат
электроэнергии при рекуперативном торможении – 5-7 %, стоимость
израсходованной электроэнергии – 20000-29500 руб. Такая разница показателей
108.
108
работы электровозов внечетном и четном направлениях объясняется в основном
разным профилем пути участка.
Таблица 1
Результирующие показатели движения грузовых поездов при
электрической тяге на тяговом плече Улан-Батор – Зуунхараа длиной 173 км
Тяговое
плечо
Электро
-воз
mc,
т
Vt,
км/ч
Аэт,
кВт.ч
Аэр,
кВт.ч
Аэ,
кВт.ч
аэ,
кВт.ч/
104
т.км
βэр,
%
Цэ,
руб.
Улан-Батор
– Зуунхараа
2ЭС5К
3000 66,4 3897,6 925,3 2972,3 57,3 23,7 6390,4
3400 67 4050,9 1174,7 2876,2 48,9 29,0 6183,8
Зуунхараа –
Улан-Батор
2ЭС5К
3000 68,2 10045,9 742,0 9303,9 179,3 7,4 20003,4
4700 64,7 14445,4 715,4 13730,0 168,9 5,0 29519,5
Результаты тягово-энергетических расчетов для грузовых поездов при
тепловозной тяге в нечетном и четном направлениях тягового плеча Улан-Батор –
Зуунхараа приведены в табл. 2. Эти результаты получены в предположении, что
тепловозы 2ТЭ116 могут провести грузовые поезда такой же массы, как и
электровозы 2ЭС5К, и с такой же средней скоростью. В этой таблице указаны
также потребление дизельного топлива Ат, удельный расход дизельного топлива
ат, стоимость израсходованного дизельного топлива Цт. В расчетах принято
соотношение, что для выполнения перевозочной работы, на которую
затрачивается 1 кВт.ч электроэнергии при электрической тяге, нужно
израсходовать примерно 0,25 кг дизельного топлива при тепловозной тяге [2].
По данным табл. 1 видно, что в нечетном направлении на тяговом плече Улан-
Батор – Зуунхараа тепловозы 2ТЭ116 с грузовыми поездами массой 3000-3400 т
имеют удельный расход дизельного топлива 17-19 кг/104
т.км, стоимость
израсходованной топлива – 35080-36460 руб.
В четном направлении на тяговом плече Зуунхараа – Улан-Батор тепловозы
2ТЭ116 с грузовыми поездами массой 3000-4700 т имеют удельный расход
дизельного топлива 44-48 кг/104
т.км, стоимость израсходованной топлива –
90400-130000 руб. Такая разница показателей работы тепловозы в нечетном и
четном направлениях также объясняется в основном разным профилем пути
участка.
Таблица 2
Результирующие показатели движения грузовых поездов при
тепловозной тяге на тяговом плече Улан-Батор – Зуунхараа длиной
173 км
Тяговое
плечо
Тепловоз mc,
т
Vt,
км/ч
Ат,
кг
ат,
кг/104
т.км
Цт,
руб.
Улан-Батор
– Зуунхараа
2ТЭ116
3000 66,4 974,4 18,8 35078,4
3400 67 1012,7 17,2 36458,1
Зуунхараа –
Улан-Батор
2ТЭ116
3000 68,2 2511,5 48,4 90413,1
4700 64,7 3611,3 44,4 130008,6
109.
109
Сравнение данных табл.1-2 показывает, что при вождении одинаковых
поездов в одних и тех же эксплуатационных условиях стоимость энергозатрат при
тепловозной тяге 4,5-5,5 раз выше, чем при электрической тяге.
Таким образом, основными направлениями повышения эффективности работы
железных дорог Монголии в перспективе являются, прежде всего,
электрификация Улан-Баторской железной дороги, строительство вторых путей,
удлинение приемо-отправочных путей станций и др. Комплексный подход к
модернизации железных дорог Монголии позволит значительно повысить их
провозную и пропускную способности, снизить расход топливно-энергетических
ресурсов на тягу поездов, уменьшить в целом эксплуатационные расходы.
Список литературы
1. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт,
1985. 287 с.
2. Иванов, И. И. Генеральный план электрификации железных дорог
СССР. М.: Транжелдориздат, 1962. 87 с.
Д.Мөнхбуянт
УБТЗ Дохиолол холбоо, мэдээлэл эрчим хүчний албаны инженер
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ СЕТИ
Ключевые слова: Производительность, сеть, задержка, перегрузка
Аннотация: Определены факторы, влияющие на качества обслуживания
сети.
Важным показателем в технологии сетей является качества обслуживания
услуги (QoS) , которая обеспечивает устойчивую работу современных сетей.
Методы обеспечения качества обслуживания направлены на улучшение
характеристик сети , создавая условия предоставления услуги через сеть.
В основу данной работы введём понятие производительности сети
(network performance -NP).
Под понятием производительности сети (NP) понимается что,
производительность сети, которая измеряется между парой пользователь –сети
или между сетевыми интерфейсами со использованием объективно
определенных и наблюдаемых параметров производительности .( Рекомендация
МСЭ-Т Е.417) .
Также можно определить,что производительность сети можно
характеризовать, что –это свойство, определяющее время на передачу и
обработку информации в сети. Производительность сети зависит от
быстродействия всех ее компонентов,участвующих в передаче и обработке
информации и играет важную роль в сети. Таким образом производительность
сетевых устройств является важным характеристиком сети как пропускная
110.
110
способность каналов. Кключевыми вопросам производительности сети
являются следующие :
- Установление причин снижения производительности сети (выявление
узких мест в сети, ограничивающие пропускную способность или
производительность всей сети. Пропускная способность всей сети
определяется пропускной способностью наименее быстродействующего
компонента.
- Методы и средства измерения производительности
- Проектирование сети, удовлетворяющей требованиям по
производительности.
Наиболее характерными причинами снижения производительности сети
являются следующие :
1. Структурный дисбаланс ресурсов. Это приводит к
неэффективности использования пропускной способности сети .
2. Временное отсутствие свободных ресурсов. Если перегрузка
маршрутизатора , вызванная большим входным трафиком, чем
возможности маршрутизатора.
3. Синхронная перегрузка отдельных звеньев сети. Образуется если
неверный параметр например, номер порта назначения
неправильно, то надолго может остановить нормальную работу
сети.
4. Неверная системная настройка. Если под буфер выделено
недостаточно памяти, в этом случае буфер будет переполняться и
часть поступающих пакетов потеряется.
Для повышения производительности сети можно характеризовать
следующие условия работы сетевых устройств по эмпирическим правилам:
1. Производительность хоста важнее пропускной способности канала. Из
практики можно сказать,что временные затраты на работу
операционной системы хоста и протокола составляют основное время
задержки сетевой операции.
2. Сокращение времени задержки в линии связи важнее повышения ее
пропускной способности. Более высокая пропускная способность может
быть обеспечена использованием более качественной передающей
среды . Но от этого время задержки пакета не станет меньше. Для его
снижения потребуется улучшение программного обеспечения
протоколов, сетевого интерфейса или операционной системы.
3. Лучше избегать перегрузки в сети, чем бороться с возникшей
перегрузкой. При возникновении перегрузки теряются пакеты,
пропускная способность линии связи уменьшается, увеличивается
издержки . Процесс восстановления перегрузки связан с потерей
времени. Более эффективной стратегией является предотвращение
перегрузки.
111.
111
Из вышеизложенного следуетследующее заключение :
1. Влияющим фактором производительности сети является выявление узких
смест в сети.
2. Производительность хоста вызывает основное время задержки сетевой
операции.
3. Для снижения времени задержки пакета потребуется улучшение сетевого
интерфейса.
4. Лучше избегать перегрузки в сети, чем бороться с возникшей перегрузкой.
Список использованной литературы:
1. Пятибратов А.П. «Вычислительные системы и сети и телекоммуникации»,
Москва,Инфра-м, 2008 г.
2. http:www.ieft.org