Повышение энергоэффективности режимов ведения высокоскоростных электропоездов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Калинин Николай Павлович

• Калинин Николай Павлович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Калинин Николай Павлович

Введение

1 ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ДВИЖЕНИЯ НА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ

1.1 Анализ энергетической эффективности железнодорожного и высокоскоростного транспорта в мире

1.2 Уровни автоматизации и процессы управления движением поезда

1.3 Обзор современных систем управления энергоэффективными режимами ведения поездов

1.4 Анализ условий эксплуатации и режимов работы высокоскоростного моторвагонного подвижного состава

1.5 Алгоритмы управления электропоездом

1.6 Факторы влияющие на расход электроэнергии при движении высокоскоростного моторвагонного подвижного состава

1.7 Перспективы развития энергетической эффективности высокоскоростного подвижного состава

1.8 Выводы по первой главе

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ, ПРОЦЕССОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОЗВРАТА ЭНЕРГИИ В РЕЖИМАХ ТЯГИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ

2.1Аналитическое исследование параметров движения и процессов энергообмена в режимах тяги и электрического торможения ВСЭП

2.1.1 Тяговый режим

2.1.2 Режим электрического рекуперативного торможения

2.2 Компьютерное имитационное моделирования параметров движения и процессов потребления и возврата энергии в режимах тяги и электрического торможения ВСЭП

2.2.1 Компьютерное моделирования тяговых режимов

2.2.2 Компьютерное моделирование режима торможения

2.3 Результаты компьютерного моделирования

2.4 Анализ эффективности электрического торможения

2.4 Выводы по главе

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ И ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

3.1 Получение и обработка экспериментальных данный

3.2 Показатели энергоэффективности высокоскоростных поездов

3.3 Определение основного сопротивления движения на основе экспериментальных данных

3.4 Распределение расхода энергии поезда по поездкам

3.5 Выводы по главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ЭНЕРГООПТИМАЛЬНОМУ ДВИЖЕНИЮ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

4.1 Разработка алгоритма автоведения высокоскоростного подвижного состава

4.2 Экономическое обоснование внедрения алгоритма

4.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Приложение А Акты об использовании результатов диссертационного

исследования

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергоэффективности режимов ведения высокоскоростных электропоездов»

Введение

Актуальность темы. Энергетической эффективности подвижного состава всегда уделяется большое внимание на стадиях проектирования и эксплуатации поездов. Сектор железнодорожных перевозок имеет тенденцию увеличения объемов работы с каждым годом. С ростом интенсивности железнодорожных перевозок остро встал вопрос рационального использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на тягу поездов.

Повышение энергоэффективности и сокращение энергопотребления являются ключевыми задачами для ОАО «РЖД». Это подтверждается утвержденными стратегическими документами компании такими как «Энергетическая стратегия холдинга ОАО «РЖД» на период до 2030 года и на перспективу до 2035 года» и «Стратегия научно-технологического развития холдинга ОАО «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга)» [1].

Электрификация железнодорожного транспорта признана одним из наиболее перспективных направлений развития отрасли. Электрическая тяга является не только экологически чистой, но и экономически эффективной технологией, обеспечивающей существенное сокращение эксплуатационных затрат. Согласно данным исследований [2, 3], на электроэнергию приходится значительная часть конечного энергопотребления пассажирских перевозок, и эта доля продолжает расти, особенно в сегментах пригородных и высокоскоростных поездов.

Деятельность высокоскоростных железных дорог интенсивно возрастает, особенно в последние годы, что делает их отраслью с самыми быстроразвивающимися пассажирскими железнодорожными перевозками в мире. Ввод в эксплуатацию высокоскоростных маршрутов дает возможность увеличить конкуренцию между железнодорожным и воздушным транспортом, и привлечь дополнительный пассажиропоток, который в первую очередь

руководствуется удобством пользования транспортом и затратами времени на перемещение. Таким образом развитие высокоскоростных железных дорог особенно актуально, поскольку большая часть ближнемагистральных авиаций (расстояние до 1000 км) будет проигрывать по указанным параметрам высокоскоростным магистралям [4].

В настоящее время в России эксплуатируется один высокоскоростной железнодорожный участок Санкт-Петербург - Москва общей протяженностью 650 километров с обслуживаемым на нем подвижным составом в виде электропоездов высокоскоростных (ЭВС) «Сапсан», совместного проекта ОАО «РЖД» и немецкого концерна Siemens (Velaro Rus).

Определение оптимального режима ведения нацелено на снижение потребления энергии поездом на участке эксплуатации. Для исследования оптимального режима ведения используется математическое программирование, псевдоспектральный анализ, эвристические методы на основе генетического алгоритма, имитационные модели, нечеткое прогнозирующее управление. Вышеупомянутые методы могут расширить целевую функцию, включив в нее безопасность движения поездов, движение по одной модели, следование по графику, а также режимы ведения поезда направленные на энергоэффективность в соответствии с различными сценариями работы поезда. Эти методы можно получить при помощи закона Парето: решением многокритериальной задачи оптимизации путем дискретизации пространственных состояний, однако при помощи него сложно получить теоретическое оптимальное решение [5].

Степень разработанности темы. Значительный вклад в практику и исследование проблем, связанных с разработкой систем автоматического управления железнодорожного подвижного состава, тяговыми расчетами для подвижного состава, построения энергетически оптимальных графиков движения поездов, а также в теорию оптимального управления внесли отечественные ученые и специалисты: Алексеев А.С., Бакланов А.А.,

Баранов Л.А., Бурков А.Т., Викулов И.П., Власьевский С.В., Грачев В.В., Гребенников Н.В., Грищенко А.В., Евстафьев А.М., Зарифьян А.А., Захарченко Д.Д., Иньков Ю.М., Исаев И.П., Калиниченко А.Я., Капустин Л.Д., Колпахчьян П.Г., Космодамианский А.С., Кулинич Ю.М., Курбасов А.С., Кучумов В.А., Лисицын А.Л., Литовченко В.В., Лозановский А.Л., Мазнев А.С., Малютин В.А., Мельниченко О.В., Мугинштейн Л.А., Наумов Б.Н., Некрасов О.А., Никифоров Б.Д., Плакс А.В., Плис В.И., Пудовиков О.Е., Розенфельд В.Е., Ротанов Н.А., Савоськин А.Н., Сидоров Н.Н., Сорин Л.Н., Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М., Третьяков Е.А., Тулупов В.Д., Феоктистов В.П., Широченко Н.Н., Якушев А.Я., Янов В.П. и другие ученые.

Исследования в области энергоэффективности железнодорожного транспорта привлекают внимание ученых по всему миру. К числу наиболее известных исследователей, внесших значительный вклад в эту область, относятся P. S. Zuriaga, Y. Ding, Liu, B. Mao, A. R. Albrecht, P.G. Howlett, P. J. Pudney, G. M. Sheepmaker, X. Vu, R. M. P. Goverde, L. G. Kroon, T. Tang и многие другие.

Цель работы. Повышение энергетической эффективности высокоскоростного наземного транспорта.

Задачи работы. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выполнить анализ характеристик высокоскоростных электропоездов, условий эксплуатации высокоскоростных поездов в России, современных систем управления, направленных на обеспечение энергоэффективных режимов движения поезда, факторов, влияющих на расход электроэнергии при движении высокоскоростного поезда.

2. Провести аналитическое исследование параметров движения, процессов потребления и возврата энергии в режимах тяги и электрического торможения высокоскоростных поездов и разработать математическую

модель высокоскоростного поезда, для определения параметров движения и процессов энергообмена.

3. Уточнить тягово-энергетические характеристики высокоскоростного электропоезда на основании экспериментальных данных, полученных в результате эксплуатации.

4. Разработать алгоритм работы системы автоматического управления высокоскоростным поездом, обеспечивающий выполнение заданного времени хода и графика движения поездов, а также соблюдения энергооптимальных режимов движения высокоскоростного электропоезда.

Научная новизна работы:

1. Предложена методика расчета энергоэффективного графика движения высокоскоростного поезда, позволяющая, в отличие от известных, учитывать особенности полигона эксплуатации.

2. Разработан усовершенствованный метод проведения тягово-энергетических расчетов, учитывающий изменение энергетического состояния поезда на координатно-скоростной плоскости, зависящего от профиля пути, скорости движения, сил сопротивления движению.

3. Разработанные математические модели для анализа параметров движения высокоскоростного поезда, позволяют, в отличие от известных, проводить теоретические исследования режимов работы высокоскоростного поезда с оценкой энергоэффективности.

4. По результатам обработки экспериментальных данных, полученных в результате эксплуатации, уточнены параметры и характеристики высокоскоростных поездов - сопротивление движению, коэффициент полезного действия, тяговая характеристика.

Теоретическая значимость работы:

1. Разработана классификация высокоскоростных поездов.

2. Разработана имитационная модель высокоскоростного электропоезда для режимов тяги и торможения.

3. Разработан алгоритм работы системы управления высокоскоростным электропоездом.

Практическая ценность работы:

1. Обоснована необходимость применения улучшенной системы автоматического ведения высокоскоростных поездов для повышения их энергетической эффективности.

2. Разработан алгоритм работы системы автоматического ведения высокоскоростного подвижного состава, обеспечивающий повышение энергоэффективности высокоскоростного подвижного состава.

3. Разработана математическая и компьютерные модели системы работы автоматического управления высокоскоростным электропоездом, получены свидетельства об регистрации программ для ЭВМ.

Методы исследований. В работе применялись методы теории автоматического управления, теории вероятностей и случайных процессов, методы математической статистики, методы решения дифференциальных уравнений (включая численные методы интегрирования). Для моделирования и анализа систем управления использовались методы математического анализа, схемотехнического моделирования, а также численные методы моделирования сложных динамических систем с использованием программного комплекса MatLab/SIMULINK и программирование на языке Python.

Положения, выносимые на защиту:

1. Подход к созданию энергоэффективных графиков движения высокоскоростного поезда.

2. Усовершенствованный метод проведения тягово-энергетических расчетов, позволяющий определять расход энергии высокоскоростным поездом с учетом реальных условий эксплуатации.

3. Математические модели для анализа параметров движения и определения энергопотребления высокоскоростного поезда.

4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований тягово-энергетических характеристик высокоскоростного электропоезда.

Объект исследования. Объектом исследования является высокоскоростной электропоезд на заданном тяговом плече и его режимы ведения.

Предмет исследования. Предметом исследования являются методы обработки регистрируемой информации и выбор режимов ведения, направленные на повышение энергоэффективности высокоскоростного подвижного состава.

Степень достоверности полученных результатов. Достоверность результатов обеспечивается корректностью принятых допущений и использования математического аппарата. Результаты получены на основании строгих аналитических выражений с заданием реальных исходных данных об объекте исследования. Достоверность полученных данных подтверждается сравнением теоретических расчетов с экспериментальными результатами и гарантируется точностью начальных математических предпосылок и обоснованностью принятых предположений.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования обсуждались на международных научно-практических конференциях: X Международном симпозиуме «ELTRANS 10.0» (г. Санкт-Петербург, 2019 г.), XI международном симпозиуме «ЕИгаш - 2023. Электрификация и электрическая тяга: цифровая трансформация железнодорожного транспорта» (г. Санкт-Петербург, 2023 г.), IX Международная научно-техническая конференции «Локомотивы. Электрический транспорт — XXI век» (г. Санкт-Петербург, 2024 г.), VI Бетанкуровском международном инженером форуме (г. Санкт-Петербург, 2024 г.), Всероссийской научно-

практической конференции (с международным участием) «Железнодорожный транспорт и технологии (ОТТ - 2024)» (г. Екатеринбург, 2024 г.). Публикации. Основные положения и научные результаты диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах, из них 4 в ведущих рецензируемых научных изданиях, включенных в Перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ, 1 опубликована в изданиях, индексируемых в национальной библиографической базе данных научного цитирования РИНЦ, получено 6 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.

Личный вклад. Результаты работы, изложенные в настоящем исследовании, получены автором самостоятельно.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и 1 приложения. Полный объем диссертации составляет 158 страниц, включая 92 рисунка и 18 таблиц. Список литературы содержит 121 наименование.

1 ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ДВИЖЕНИЯ НА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ

1.1 Анализ энергетической эффективности железнодорожного и высокоскоростного транспорта в мире

В 2019 году на долю железных дорог приходилось 6,3% мировых пассажирских перевозок (в пассажиро-километрах) и 6,9% мировых грузовых перевозок (в тонно-километрах). Разницу в величине доли деятельности и выбросов углекислого газа можно в значительной степени объяснить более высокой энергоэффективностью (на пассажиро-километр и тонно-километр) железнодорожного сектора по сравнению с автомобильным сектором.

С 1975 г. наблюдается неуклонное повышение энергоемкости железных дорог [6]. Это развитие продолжалось для грузовых железнодорожных перевозок в период с 2013 по 2015 год, но в секторе пассажирских железнодорожных перевозок в тот же период наблюдалось небольшое ухудшение энергоемкости. Это согласуется с беспрецедентным переходом Китая от обычных железных дорог к высокоскоростным, который ускорил строительство высокоскоростных железных дорог, построив около 17000 километров высокоскоростной железной дороги, на долю которой приходится более 60 процентов мирового высокоскоростного железнодорожного сообщения [7]. К 2020 году длина высокоскоростных железных дорог в Китае уже достигла 30000 километров.

В среднем глобальная активность высокоскоростных железных дорог росла на 14% в год в период с 2005 по 2020 год. Особенно сильный рост наблюдается в период с 2013 по 2017 год, когда активность увеличилась почти на 70%. Железнодорожный сектор играет ключевую роль в сокращении выбросов углекислого газа от транспорта.

Высокоскоростная железная дорога особенно актуальна, поскольку к 2060 году большая часть ближнемагистральной авиации (поездки до 1000 км) будет переведена на высокоскоростную железную дорогу.

На сегодняшний день пассажирский железнодорожный транспорт является наиболее энергоэффективным видом пассажирских перевозок в расчете на один пассажиро-километр. Удельное потребление энергии в среднем значительно ниже 200 кДж/пкм во всех географических регионах и для всех типов услуг. Пассажирский железнодорожный транспорт требует менее одной десятой энергии, необходимой для перемещения человека на автомобиле или самолете. Это объясняет, почему несмотря на то, что в 2017 году на долю пассажирских железнодорожных перевозок приходилось 9% глобальных пассажирских перевозок (выраженных в пкм), на долю пассажирских железнодорожных перевозок приходится лишь 1% конечного энергопотребления пассажирского транспорта.

Высокоскоростные поезда не имеют одинаковых характеристик в разных регионах. Несмотря на ограниченность данных, оценки энергоемкости, опубликованные отдельными организациями и исследованиями, показывают, что европейские поезда потребляют меньше энергии на поездо-км (до половины) по сравнению с азиатскими скоростными поездами. Для высокоскоростных и скоростных пассажирских перевозок показателем служит расход топливно-энергетических ресурсов, приведенный к перевезенному пассажиропотоку.

Оценка энергоэффективности на железнодорожном транспорте производится путем сопоставления потребляемой энергии с объемом выполненных перевозок. В грузовых перевозках основным показателем является тонно-километр (ткм), отражающий массу груза и расстояние перевозки. Для пассажирских перевозок используется пассажиро-километр (пасс-км).

В России и за рубежом (где их называют «единица измерения перевозочной деятельности» или «транспортная единица») применяется

приведенный тонно-километр, представляющий собой сумму тонно-километров и пассажиро-километров. Однако этот показатель не позволяет напрямую сравнивать энергоэффективность разных типов подвижного состава. Более детальный анализ обеспечивает показатель тонно-километры брутто, учитывающий вес всего состава поезда и позволяющий оценить энергопотребление с учетом различных факторов, таких как загрузка вагонов и тип подвижного состава.

Однако этот показатель не учитывает множество факторов, влияющих на энергопотребление, таких как тип подвижного состава, загрузка вагонов и средняя масса пассажира. Более точную оценку обеспечивает показатель тонно-километры брутто, который учитывает вес всего состава поезда (включая вагоны и локомотив) и позволяет сравнивать энергоэффективность различных типов подвижного состава [8-15].

Анализ данных показывает, что высокоскоростные железнодорожные системы Китая и Японии существенно превосходят европейские по пассажиропотоку. Средняя заполняемость поездов в этих азиатских странах примерно в три раза выше, чем в Европе, где один поезд в среднем перевозит около 300 пассажиров. Благодаря высокой загрузке, несмотря на большую энергоемкость поезда, общая энергоемкость пассажирских перевозок на километр пути в Китае и Японии оказывается значительно ниже, чем в Европе. Корейская высокоскоростная железнодорожная сеть также демонстрирует сходные тенденции, хотя и в меньшей степени.

Для объективной оценки энергоэффективности различных моделей высокоскоростных поездов, которые имеют существенные конструктивные и эксплуатационные отличия в разных регионах мира, применяется специальный показатель — удельный расход электроэнергии на одного пассажира на единицу пройденного пути. Этот показатель учитывает как энергетические затраты на движение поезда, так и его пассажировместимость, позволяя сравнивать различные типы подвижного состава независимо от фактической заполняемости поездов [4, 5].

Как видно из диаграммы 1.1, энергопотребление высокоскоростных электропоездов на место-километр растет почти прямо пропорционально скорости движения. Это связано с увеличением аэродинамического сопротивления при повышении скорости. Однако, анализ времени в пути показывает, что существенное снижение времени поездки достигается лишь при увеличении скорости до 320 км/ч. Дальнейшее повышение скорости приводит к незначительному сокращению времени в пути при существенном росте энергопотребления. Таким образом, оптимальной скоростью для высокоскоростных поездов можно считать 320 км/ч, обеспечивающую баланс между скоростью и энергоэффективностью [5, 9].

3.2 3.0 2.8Н

^2.6

=

с 2.4

Щ «

2 <и

т 2-2

2.0 1.8 1.6

Расход электроэнергии Время в пути

-65

60

о р-

6Р

50

к к и о-

45 я

о &

а 0)

40 Й «

с X о л

Ги

35

30

230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350

Максимальная скорость, км/ч

Рисунок 1.1 - Отношение скорости движения к времени в пути и расходу

электроэнергии

В современном мире существует ряд производителей высокоскоростных поездов, которые являются лидерами в области инноваций проектирования

и строительства высокоскоростного подвижного состава. Такими производителями можно выделить: Siemens (Германия), Alstom (Франция), Talgo (Испания), Hitachi (Япония), CRRC-Sifang, CRRC-Changchun (Китай).

Исторически сложилось два основных типа высокоскоростного подвижного состава:

- Поезда с распределенной тягой: развитие этой схемы было связано с появлением мощных электрических двигателей и систем управления, что позволило создать легкие и маневренные поезда.

- Поезда с сосредоточенной тягой: являются эволюцией традиционных железнодорожных составов. Современные высокоскоростные локомотивы оснащаются новейшими системами управления и обеспечивают высокую мощность и скорость.

При этом каждый из производителей придерживается своей концепции постройки высокоскоростного подвижного состава, так Siemens в основном специализируется на высокоскоростных поездах с распределенной тягой, а Talgo на высокоскоростных поездах с сконцентрированной тягой.

При этом средняя максимальная скорость движения высокоскоростных поездов в Европе - 300-320 км/ч, в Азиатско-Тихоокеанском регионе - 320350 км/ч, на Ближнем Востоке - 250 км/ч [16].

В 2006 году холдинг ОАО «РЖД» и немецкий концерн Siemens подписали соглашение о поставке 8 высокоскоростных поездов «Сапсан» (рисунок 1.2), основывающийся на платформе Velara, и получивших обозначение Velara Rus. В 2008 году первый поезд прибыл в Санкт-Петербург, в ходе испытательных поездок в 2008-2009 годах поезд показал, что пригоден для эксплуатации на модернизированной железной дороге со скоростью движения 250 км/ч. На перегоне Шлюз - Лихославль электропоезд смог развить максимальную на данный момент скорость движения по железным дорогам России - 291 км/ч. Регулярная эксплуатация высокоскоростных электропоездов началась 17 декабря 2009 года. По состоянию на сегодняшний день, на сети Российских железных дорог обслуживаются уже 20

высокоскоростных поездов «Сапсан», которые осуществляют перевозочный процесс между двумя столицам. В регулярной эксплуатации задействовано 15 пар поездов в сутки, а в самый интенсивный период пассажирские перевозок, выпавший на лето 2019 года количество пар поездов в сутки достигало 17 [3].

Рисунок 1.2 - Высокоскоростной поезд «Сапсан»

Новым этапом развития в высокоскоростном движении России является выделенная высокоскоростная магистраль Москва - Санкт-Петербург, ввод которой в эксплуатацию намечен на 2028 год. И совершенно новые высокоскоростные поезда со скоростью движения в 360 км/ч, разрабатываемые инжиниринговым центром железнодорожного транспорта, совместно с ведущими отраслевыми вузами и предприятиями новые высокоскоростные электропоезда планируется производить на заводе «Уральские локомотивы» в городе Верхняя Пышма.

Лидером в строительстве высокоскоростных поездов в мире является Китай. Чуть раньше, чем в России, в 2002 году китайские железные дороги совместно с ведущими мировыми компаниями, такими как Alstom, Siemens и Kawasaki, производили, а в последствии в сотрудничестве создавали высокоскоростные поезда. Этот проект был назван «Гармония» и включал в

себя несколько совместных разработок таких как CRH 1 (2006 г., Alstom), CRH 5А (2007 г., Alstom), CRH 2А (2008 г., Kawasaki), CRH 3С (2008 г., Siemens), которые позволили китайским инженерам получить опыт, технологии и знания в строительстве высокоскоростных поездов. В 2011 г. на сети китайских железных дорог появляется первое семейство поездов с индексом CRH 380, которое различается по виду и конструкционным особенностям, в зависимости от того, по лицензии какого из мировых производителей были построены данные поезда. С 2013 г. китайские железные дороги начали самостоятельно разрабатывать полностью независимый проект под названием «Возрождение». За 2 года было составлено техническое задание, разработан проект и построены 2 первых высокоскоростных поезда CR400AF (рисунок 1.3), для начала испытаний и оптимизации поезда. В 2016 году проект «Возрождение» был запущен в коммерческую эксплуатацию на линии Пекин - Шанхай. Поезд CR400AF демонстрирует существенное снижение удельного энергопотребления на пассажиро-километр по сравнению с предыдущими моделями высокоскоростных поездов - до 17%. Это достигнуто благодаря, в том числе, снижению аэродинамического сопротивления на 5-12%. Модельный ряд CR400AF представлен несколькими модификациями, отличающимися количеством вагонов и уровнем оснащения:

- CR400AF: Базовый 8-вагонный вариант, заложивший основу для всей серии.

- CR400AF-A: 16-вагонная версия, позволяющая перевозить больше пассажиров.

- CR400AF-B: 17-вагонная версия, еще более вместительная модификация.

- CR400AF-C: Обновленная 8-вагонная версия, представленная в 2020 году. Отличительной особенностью является наличие системы автоведения третьего уровня, обеспечивающей высокий уровень автоматизации управления поездом [17].

Рисунок 1.3 - Китайский высокоскоростной поезд СК400ЛБ При детальном рассмотрении характеристик скоростных электропоездов была выделена тенденция по зависимости составности высокоскоростных поездов и мощности. Основная масса высокоскоростных поездов является электропоездами, состоящими из 8-ми вагонов (16 в соединенном или увеличенном исполнении).

С реализуемой максимальной мощностью на ободе колеса для одиночных поездов от 8000 кВт до 9600 кВт (~12-18 кВт/т) и для соединенного и увеличенного исполнения от 11000 кВт до 18000 кВт (~12-18 кВт/т). Также прослеживается тенденция по осевой нагрузки различных высокоскоростных поездов, стремящейся к 17 т. на ось. В таблице 1.1 представлены высокоскоростные поезда мира.

Таблица 1.1 - Высокоскоростные поезда мира

Название 403 (ICE3) 407 (ICE3) 408(ICE3ne o) Velaro Rus TGV Euroduplex AGV 575 ТЪа^ РВКА S102 S106

Производитель Siemens Siemens Siemens Siemens Alstom Alstom АЫот Talgo-Alstom Talgo-Alstom

Страна Германи я Германия Германия Россия Франция Италия Бельгия Испания Испания

Максимальная скорость, км/ч 330 320 320 250 320 300 320 330 330

Составность** 4М+4Т 4М+4Т 4М+4Т 4М+6Т 2Л+8Т * 2Л+8Т 2Л+12Т 2Л+12Т

Количество мест 444 444 444 611 556 450 377 420 505

Мощность, кВт 8000 8000 8000 8000 9280 7500 8800 8000 8000

Соотношение веса и мощности, кВт/т 18 14,2 16,3 11,8 21,4 15 21,2 12,9 23,4

Максимальная осевая нагрузка, т 16 16,3 14,2 17 17 17 17 17,2 17

Масса, т 435 454 454 651/600 390 398 385 322 317

Вид питающей сети 15 кВ 16,7 Гц 3 кВ/1,5 кВ/25 кВ 50Гц/15 кВ 16,7 Гц 3 кВ/1,5 кВ/25 кВ 50Гц/15 кВ 16,7 Гц 3 кВ/25кВ 50Гц 1,5 кВ/15 кВ 16,7 Гц 3 кВ/25кВ 50Гц 3 кВ/1,5 кВ/25 кВ 50Гц/15 кВ 16,7 Гц 25 кВ 50Гц 3 кВ/1,5 кВ/25 кВ 50Гц

Распределение тяги распреде ленная распредел енная распределе нная распредел енная сконцентрир ованная распредел енная сконцентриро ванная сконцентриро ванная сконцентриро ванная

Продолжение таблицы 1.1

Название LNER JRH JRC SRH1A CRH2A CRH3C СЯ300АБ СЯН380В СЯ400ВБ

Производитель Hitachi Hitachi, Kawasaki Hitachi, Sharyo-Nippon А^от, СБЯ Kawasaki CSR Siemens, CNR-Changchun Sifang,CRRC-NanjingPuzhen СБЯ-Sifang СЯЯС-Sigang

Страна Великобритания Япония Япония Китай Китай Китай Китай Китай Китай

Максимальная скорость, км/ч 225 320 300 250 250 350 300 350 400

Составность** 5М+4Т 8М+2Т 14М+2Т 5М+3Т 4М+4Т 4М+4Т 4М+4Т 4М+4Т 4М+4Т

Количество мест 348 723 1323 668 610 556 613 600 556

Мощность, кВт 3360 9600 17080 5500 4800 8800 5460 9200 9750

Соотношение

веса и мощности, кВт/т 11,4 19,3 23,9 11,3 11,7 18,7 13,1 16,9 -

Максимальная

осевая 18,4 13 11,4 16,5 14 17 13,1 17 17

нагрузка, т

Масса, т 230 453,5 715 435 360 425 417 544 -

Вид питающей сети 25 кВ 50Гц+ДГУ 25 кВ 50Гц 25 кВ 60Гц 25 кВ 50Гц 25 кВ 50Гц 25 кВ 50Гц 25 кВ 50Гц 25 кВ 50Гц 25 кВ 50Гц

Распределение Распреде Сконцентри Сконцентри Распреде Распреде Распреде Распреде Распреде Распреде

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Калинин Николай Павлович, 2025 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Распоряжение ОАО «РЖД» от 17.04.2018 г. №769/р «Об утверждения стратегии научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга)»

2. Чернов, Ю. А. Электроснабжение железных дорог: Учебное пособие / Ю. А. Чернов. - Москва: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2016. - 408 с. - ISBN 978-589035-931-5.

3. Высокоскоростной железнодорожный транспорт. Общий курс: учебное пособие для студентов вузов железнодорожного транспорта в 2-х томах / И. П. Киселев, Л. С. Блажко, Ю. П. Бороненко [и др.]. Том 2. - 2-е издание, переработанное и дополненное. - Москва: Федеральное государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования "Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте", 2020. - 397 с.

4. Railway handbook 2017 / International union of railways / 2017. -120 p.

5. Rao, Y., Feng, S., Wang, C., et al. Energy-efficient control of a train considering multi-trains power flow // IET Intelligent Transport Systems. - 2021. -Vol. 15. - No. 2. - P. 380-393.

6. Иноземцев, В.Г. Совершенствование правил тяговых расчетов по тормозам / В.Г. Иноземцев // Железнодорожный транспорт, 1976. - №3. - С. 52-53

7. The future of Rail. Opportunities for energy and the environment / International energy agency / 2019. - 175 p.

8. Изварин, М.Ю. Оценка энергоэффективности скоростного и высокоскоростного транспорта / Изварин М.Ю., Евстафьев А.М., Евстафьева М.В. // Электроника и электрооборудование транспорта, 2015 - №5-6. - С. 2123

9. Валинский, О. С. Оценка энергоэффективности скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта / О. С. Валинский, Н. П. Калинин // Бюллетень результатов научных исследований. - 2024. - № 4. -С. 7-14.

10. Гапанович, В. А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте: справ.-метод. изд. / В. А. Гапанович, В. Д. Авилов, Б. И. Иванов, Л. А. Мугинштейн, Ю. Л. Король, Е. Н. Школьников, В. Т. Черемисин; под ред. В. А. Гапановича. - М.: Интехэнергоиздат, Теплоэнергетик, 2014. - 304 с.

11. Гапанович, В. А. Энергоэффективность - путь к снижению затрат и к экологической безопасности / В. А. Гапанович // Железнодорожный транспорт. - 2014. - № 8. - С. 22-25.

12. Бакланов, А. А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте: учебник / А. А. Бакланов, В. Д. Авилов, В. В. Сероносов и др. -М.: МИСиС, 2012. - 619 с.

13. Проект OSIRIS: оценка энергопотребления подвижного состава // Железные дороги мира. - 2015. - № 12. - С. 45-48.

14. Перспективы грузовых железнодорожных перевозок в Европе // Железные дороги мира. - 2015. - № 3. - С. 30-34.

15. Системный подход к эффективности энергопотребления // Железные дороги мира. - 2015. - № 9. - С. 33-36.

16. Atlas High-Speed Rail 2023 / International union of railways / 2023. -206 p.

17. Китайские электропоезда. - URL: https://www. china emu.cn/EN/Trains/; (дата обращения 18.06.2024).

18. ГОСТ Р 70059-2O22 Системы управления и контроля железнодорожного транспорта для перевозок пассажиров в пригородном сообщении. Принципы построения и основные функциональные требования. -М.: Российский институт стандартизации, 2022. - 150 с. - ISBN 978-5-49601234-5.

19. Юренко, К.И. Системы автоведения электроподвижного состава. Принципы построения и варианты реализации / Юренко К.И., Юренко И.К. // Вестник восточноукраинского нац. Ун-та им. Вл. Даля - №5. Ч2. - С. 68

20. Пегов, Д.В. Устройства безопасности моторвагонного подвижного состава / Д.В. Пегов. - М.: Центр Комерческих разработок, 2012. - 216 с.

21. Ширяев, А.В. и др. Высокоскоростные поезда «Сапсан» В1 и В2. Учебное пособие. 2013. С. 594

22. Модернизация линии Victoria Лондонского метрополитена // Железные дороги мира. - М.: Издательство «Железнодорожный транспорт», 2008. - № 3. - С. 37-43.

23. Авдиенко, Е. Г. Обоснование функциональных возможностей системы автоведения электроподвижного состава при реализации беспилотных технологий на основе искусственного интеллекта / Е. Г. Авдиенко, Е. А. Третьяков // Молодая наука Сибири. - 2022. - № 2(16). -С. 55-62.

24. Якушев, А.Я. Автоматизированные системы управления электроподвижным составом / А.Я. Якушев. - Москва.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016.

— 304 с.

25. Автоматизированные системы управления электроподвижным составом: В 3 ч.: учебник для студентов, обучающихся по специальности 190300.65 «Подвижной состав железных дорог»/ Л.А.Баранов [и др.]. - ISBN 978-5-89035-659-8 Ч. 1: Теория автоматического управления/ под ред. Л.А.Баранова, А.Н.Савоськина. - Москва: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2013. - 399 с.

26. Баранов, Л. А. Энергооптимальное управление движением поезда с рекуперативным тормозом при учете ограничений на фазовую координату / Л. А. Баранов, И. С. Мелешин, Л. М. Чинь // Наука и техника транспорта. - 2010.

- № 4. - С. 19-29.

27. Баранов, Л. А. Оптимальное управление поездом метрополитена по критерию минимума энергозатрат / Л. А. Баранов, И. С. Мелешин, Л. М. Чинь // Электротехника. - 2011. - № 8. - С. 9-14.

28. Баранов, Л. А. Система автоматического управления скоростью пригородного электропоезда / Л. А. Баранов, В. И. Легкая, О. Е. Пудовиков // Электротехника. - 2024. - № 9. - С. 81-88.

29. Baranov, L. A. Automatic Speed Control System for Commuter Electric Trains / L. A. Baranov, V. I. Legkaya, O. E. Pudovikov // Russian Electrical Engineering. - 2024. - Vol. 95, No. 9. - P. 773-779.

30. Пудовиков, О. Е. Методика выбора параметров системы автоматического управления скоростью движения тяжеловесного грузового поезда / О. Е. Пудовиков, В. А. Гречишников, А. Т. Бурков // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2021. - № 2. - С. 16-19.

31. Пудовиков, О. Е. Система автоматического управления скоростью движения грузового электровоза с непрерывным управлением силами тяги и торможения / О. Е. Пудовиков // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2014. - № 1. - С. 29-32.

32. Инновационный проект "Эльбрус" / Л. А. Мугинштейн, С. А. Виноградов, В. Ю. Кирякин [и др.] // Железнодорожный транспорт. - 2013. -№ 12. - С. 18-25.

33. Полигонные технологии движения поездов по графикам на основе автоматизированной системы "Эльбрус" / Л. А. Мугинштейн, С. А. Виноградов, В. Ю. Кирякин [и др.] // Железнодорожный транспорт. - 2015. -№ 3. - С. 13-19.

34. Мугинштейн, Л. А. Энергооптимальный тяговый расчет движения поездов / Л. А. Мугинштейн, С. А. Виноградов, И. А. Ябко // Железнодорожный транспорт. - 2010. - № 2. - С. 24-29.

35. Железные дороги мира. - 2011. - №9. - с. 39-41

36. M. Lagos. Railway Gazette International, 2011, № 5, p. 50 — 52;

37. Железные дороги мира. - 2008. - №12. - с. 46-50

38. Signal und Draht. - 2009. - №10. - S. 32-39

39. Гапанович, В.А. Автоматизация управления высокоскоростным движением поездов: диссертация ... канд. техн. наук: 05.13.06 / Моск. гос. унт путей сообщ. (МИИТ). - Москва, 2012. - 159 с.

40. Железные дороги мира. - 2011. - №5. - с. 56-62

41. Verbesserung der Energieeffizienz in Eisenbahnnetzen // Glasers Annalen. 2005. № 9. S. 356-362.

42. Wilson, J. R., Mills, A., Clarke, T., Rajan, J., & Dadashi, N. (Eds.). Rail human factors around the world: impacts on and of people for successful rail operations / John R. Wilson [et al.]. - 1st ed. - London: CRC Press, 2012. - 868 p.

43. Иващенко, В. О. Теория электрических транспортных систем: конспект лекций / В. О. Иващенко. - СПб.: ПГУПС, 2017. - 112 с.

44. Иващенко, В. О. Оценка расхода электроэнергии на движение поезда по перегону: методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Теория электрической тяги» / В. О. Иващенко. - СПб.: ПГУПС, 2020. - 22 с.

45. Иващенко, В. О. Алгоритмизация определения энергосберегающих режимов ведения пригородных электропоездов постоянного тока: диссертация ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Санкт-Петербургский государственный университет путей сообщения. - Санкт-Петербург, 2000. - 131 с.

46. Плакс, А. В. Анализ точности алгоритмов автоведения электропоездов: диссертация ... докт. техн. наук / А. В. Плакс; Л.: ЛИИЖТ, 1974.

47. Векторное управление асинхронным тяговым электроприводом: учебное пособие / А.М.Евстафьев, А.Я.Якушев, Н.В.Лысов. - СПб: ПГУПС, 2013. - 44 с.

48. Павлов Л.Н., Исследование влияния эксплуатационных факторов на расход электроэнергии в пригородном движении. Методические указания.

[текст] / Л.Н. Павлов, В.О. Иващенко, М.Ю. Изварин. - СПб: ПГУПС, 2005. -23 с.

49. Плакс, А.В. Введение в теорию движения поезда и принципы управления электроподвижным составом: учебное пособие / А.В. Плакс, В.В. Привалов. -ВЗИИТ. -М., 1981. -С. 94.

50. Плакс, А.В. Пути снижения расхода энергии на тягу поездов А.В. Плакс, Л.Н. Павлов, А.В. Комаров // Труды научно-практической конференции «Проблемы ж.д. транспорта решают ученые»; -СПб.: ПГУПС, 1995.

51. Проектирование систем управления электроподвижным составом / [А. В. Плакс, Д. Д. Захарченко, Ю. М. Иньков и др.]; под ред. Н. А. Ротанова. — Москва: Транспорт, 1986. — 327 с.

52. Баранов, Л. А. Автоматическое управление движением поездов метрополитена / Л. А. Баранов // Мир транспорта. - 2018. - Т. 16, № 3(76). - С. 156-165.

53. Сидорова, Н. Н. Энергоемкость перевозочного процесса в электрической тяге поездов и обоснование путей энергосбережения: дис. ... д-ра техн. наук: 05.22.07 / Сидорова Наталья Николаевна. - Москва, 2001. - 286 с.

54. Феоктистов, В. П. Проблема нормирования и экономии энергозатрат в тяге поездов / В. П. Феоктистов, Н. Н. Сидорова, В. Ю. Погосов // ВИНИТИ. Транспорт. Наука, техника, управление. - М., 1990. - №2 1. - С. 31 -38

55. Розенфельд В.Е. Теория электрической тяги / В.Е. Розенфельд, И. П. Исаев, Н.Н. Сидорова, М.И. Озеров. - М: Транспорт, 1995. - С. 294

56. Осипов, С. И. Теория электрической тяги / С. И. Осипов, С. С. Осипов, В. П. Феоктистов. - М.: Маршрут, 2006. - 436 с.

57. Правила тяговых расчетов для поездной работы: утверждены распоряжением ОАО «РЖД» № 867р от 12.05.2016 - URL: ftp://09272071.com/docs/ITP-2016.pdf (дата обращения 21.05.2022).

58. Некрасов, О. А. Режимы работы магистральных электровозов: [текст] / О. А. Некрасов. - М.: Транспорт, 1983. - 278 с.

59. Евстафьев, А. М. Гибридные системы тягового привода /А. М. Евстафьев, И. Ю. Евстафьев// Интеллектуальные системы на транспорте сборник материалов V Международной науч.-практич. конференции. - СПб.: ПГУПС, 2015. - С. 363-366.

60. Bocharnikov, Y. V., Tobias, A. M., & Roberts, C. (2010). Reduction of train and net energy consumption using genetic algorithms for Trajectory Optimisation. In Iet conference on railway traction systems (rts 2010), (pp. 1-5).

61. Карасев, Д. А. Водородная и аккумуляторная тяга: проекты ТМХ /Д. А. Карасев// Техника железных дорог - М.: НП «ОПЖТ», 2020. - 6 ноября.

62. Обухов, М. Ю. Повышение энергоэффективности электропоезда за счет установки накопителей электрической энергии /М. Ю. Обухов, Н. П. Калинин// Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2020. - Т. 17. - Вып. 4. - С. 449-464.

63. Обухов, М. Ю. Снижение затрат на топливно-энергетические ресурсы за счет использования гибридного моторвагонного подвижного состава /М. Ю. Обухов, Н. П. Калинин// Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2021. - Т. 18. -Вып. 1. - С. 25-33.

64. Mueller, F., Guerster, M., Obrenovic, N., & Bierlaire, M. (2020). Can regional railway become emission-free with recently announced vehicles? - A case study of Bavaria. European Journal of Transport and Infrastructure Research, 20(4), 286-305.

65. Siwiec, J. (2021). Use of hydrogen fuel cells in rail transport. Railway Reports, vol. 20, no. 3, pp. 113-120.

66. Study on the use of fuel cells and hydrogen in the railway environment - HI-02-19-229-EN-N, Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2019

67. Евстафьев, А. М. Накопители энергии как средство повышения энергетической эффективности тягового подвижного состава / А. М. Евстафьев, В. В. Никитин // Электроника и электрооборудование транспорта.

- 2018. - № 5. - С. 26-29.

68. Титова, Т. С. Повышение энергетической эффективности локомотивов с накопителями энергии / Т. С. Титова, А. М. Евстафьев // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2017. - Т. 14, № 2.

- С. 200-210.

69. Моделирование бортовых систем хранения энергии для гибридного тягового привода / О. С. Валинский, Т. С. Титова, В. В. Никитин, А. М. Евстафьев // Электротехника. - 2020. - № 10. - С. 14-18.

70. Лузин, Н. Н. Дифференциальное исчисление: [текст] / Н. Н. Лузин.

- М.: Высшая школа, 1961. - 479 с.

71. Пискунов, Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисление для ВУЗов: [текст] / Н. С. Пискунов. - М.: Наука, 1966. - 552 с.

72. Свид. 2024661949 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования высокоскоростного поезда ЭВС 2 в режиме тяги / О.С. Валинский, А.М. Евстафьев, Н.П. Калинин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС ^Ц). - № 2024660795; заявл. 15.05.2024; опубл. 22.05.2024.

73. Свид. 2024662109 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования высокоскоростного поезда ЭВС 1 в режиме тяги / О.С. Валинский, А.М. Евстафьев, Н.П. Калинин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС ^Ц). - № 2024660787; заявл. 16.05.2024; опубл. 23.05.2024.

74. Свид. 2024661814 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования высокоскоростного поезда ЭВС 1 в режиме торможения / О.С.

Валинский, А.М. Евстафьев, Н.П. Калинин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС (RU). - № 2024660851; заявл. 14.05.2024; опубл. 21.05.2024.

75. Свид. 2024662240 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования высокоскоростного поезда ЭВС 2 в режиме торможения / О.С. Валинский, А.М. Евстафьев, Н.П. Калинин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС (RU). - № 2024660850; заявл. 15.05.2024; опубл. 24.05.2024.

76. Свид. 2024687870 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ Программа моделирования высокоскоростного поезда ЭВС 1 соединенного формирования в режиме тяги / О.С. Валинский, Н.П. Калинин; аявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС (RU). - № 2024687174; заявл. 12.11.2024; опубл. 22.11.2024.

77. Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. Учебное пособие для вузов. СПб.: КОРОНА, Век, 2016 - 368 с.

78. Gopi, E.S. Mathematical summary for digital signal processing applications with MATLAB / E.S. Gopi. - Berlin: Springer, 2010. - 2010 ed. - 233 p.

79. Dutoit, T., Marques, F. Applied Signal Processing: A MATLAB-Based Proof of Concept / T. Dutoit, F. Marques. - Berlin: Springer, 2009. - 480 p.

80. Бурков А.Т. Энергетическая эффективность и экологичность как факторы приоритета электрифицированного рельсового транспорта // Современные проблемы электрифицированных железных дорог: Сб. научн. тр. / ПГУПС, 1998. - С.5-9.

81. Павлов Л.Н. Методическое и аппаратное обеспечение энергосберегающих технологий эксплуатации электрического подвижного

состава постоянного тока / Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. - СПб.: ПГУПС, 1999.

82. Черемисин, В. Т. Основные положения методики оценки эффективности использования энергии рекуперации / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2017. - № 1(65). - С. 114-120.

83. Черемисин, В. Т. Методология оценки энергетической эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Известия Транссиба. - 2016. - № 1(25). - С. 60-70.

84. Валинский, О. С. Повышение энергоэффективности электрического торможения на скоростных линиях постоянного тока / О. С. Валинский, А. Н. Марикин, Н. П. Калинин // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2024. - Т. 21, № 4. - С. 767-774.

85. Бурков, А. Т. Развитие инфраструктуры энергообеспечения железнодорожного транспорта / А. Т. Бурков, А. В. Мизинцев, Е. В. Кудряшов // Транспорт Российской Федерации. - 2010. - № 3(28). - С. 28-33.

86. Зарифьян А.А. (мл.) Алгоритм повышения энергетической эффективности электровозов с асинхронным тяговым приводом при питании от сети постоянного тока / А.А. Зарифьян (мл.) // Вестник Ростовчкого госсударственного университета путей сообщения. - 2016. №1. - С. 50-61

87. Савастенко, Н. А. Математическая статистика: курс лекций: учеб.-метод. пособие / Н. А. Савастенко. - Минск: МГЭУ им. А. Д. Сахарова, 2015. - 72 с.

88. Определение полезной работы, совершаемой локомотивом при тяге поезда / А. А. Зарифьян, Н. В. Гребенников, Т. З. Талахадзе, В. В. Сироткин. Текст: непосредственный // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2018. - № 1(69). - С. 40-49.

89. Куликова М. В., Куликов Г. Ю. Численные методы нелинейной фильтрации для обработки сигналов и измерений // Вычислитель-ные технологии. — 2016. — Т. 21, № 4. — С. 64—98.

90. Extended Kalman filter for estimation of contact forces at wheel-rail interface / K. Mal, I. Hussain, B. S. Chowdhry, T. D. y Memon // 3C Tecnología. Glosas de innovaci'on aplicadas a la pyme. Edici'on Especia. — 2020. — Apr. — P. 279-301.

91. Крон, И. Р. Расчетно-экспериментальный метод определения основного сопротивления движению грузовых вагонов с применением цифровых моделей: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Крон Игорь Романович, 2023. - 136 с.

92. Barraza J. F., Grzywacz N. M. Speed adaptation as Kalman filtering //Vision Research. — 2008. — Vol. 48, no. 23. — P. 2485-2491. — URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0042698908004173.

93. Maridor J., Markovic M., Perriard Y. Kalman filter to measure position and speed of a linear actuator // 2011 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC). — 05/2011. — P. 330-335.

94. Kim Y., Bang H. Introduction to Kalman Filter and Its Applica-tions //. — 11/2018.

95. Simon D. Fundamentals of Kalman Filters. — Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2006. — XXVI, 502 pp.

96. Welch G., Bishop G. An Introduction to the Kalman Filter: tech. rep. —USA, 1995.

97. Пустыльник, Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений / Е. И. Пустыльник. - Москва: Наука, 1968. - 288 с.: ил., табл.

98. Рациональные режимы вождения поездов и испытания локомотивов [Текст]/ под. ред. С.И. Осипова. -М.: Транспорт, 1984. -С. 280.

99. Павлов Л.Н. Пути сокращения расхода энергии на тягу электропоездов постоянного тока. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Л.: ЛИИЖТ, 1991.

100. Еникеев М. И. Юридическая психология. С основами общей и социальной психологии: Учебник для вузов. — М.: Норма, 2005. — 640 с: ил.

101. Распоряжение ОАО "РЖД" от 09.11.2018 N 2379/р «О внесении изменений в Типовую инструкцию организации вождения поездов и выполнению маневровой работы машинистами без помощников машиниста (в одно лицо)»

102. Бакланов, А. А. Энергетическая эффективность рекуперативного торможения пассажирских электровозов постоянного тока / А. А. Бакланов, А. П. Шиляков // Известия Транссиба. - 2019. - № 2(38). - С. 23-33.

103. Свид. 2024688117 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Управляющая программа для системы автоведения высокоскоростного электропоезда ЭВС 1 и оптимизации его основных параметров движения / О.С. Валинский, Н.П. Калинин, Е.В. Суханов; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС (RU). - № 2024687168; заявл. 12.11.2024; опубл. 25.11.2024.

104. Свид. 2024687177 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Управляющая программа для системы автоведения высокоскоростного электропоезда ЭВС 2 и оптимизации его основных параметров движения / О.С. Валинский, Н.П. Калинин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС (RU). -№ 2024690814; заявл. 12.11.2024; опубл. 17.12.2024

105. Вандер Плас, Дж. Python для сложных задач. Наука о данных / Дж. Вандер Плас; пер. с англ. Л. Киселевой. - СПб: Sprint Book, 2024. - 592 с.

106. Васильев, А. Н. Программирование на Python в примерах и задачах / А. Н. Васильев. - Москва: Бомбора, 2024. - 616 с.

107. Горелик, М., Освальд, Й. Высокопроизводительные Python-приложения. Практическое руководство по эффективному программированию / М. Горелик, Й. Освальд. - Москва: Бомбора, 2022. - 528 с.

108. Лутц, М. Изучаем Python, 4-е издание / М. Лутц; пер. с англ. А. Киселева. - СПб.: Символ-Плюс, 2011. - 1280 с.

109. Марченко, А. Л. Python. Большая книга примеров / А. Л. Марченко. - Москва: Издательство Московского университета, 2023. - 361 с. - (Электронное издание сетевого распространения).

110. Каменев, С. В. Основы метода конечных элементов в инженерных приложениях: учебное пособие / С. В. Каменев; Оренбургский государственный университет. - Оренбург: ОГУ, 2019. - 110 с.

111. Пудовиков, О. Е. Автоматическое управление скоростью грузового поезда с электровозом, допускающим плавное управление силами тяги и торможения: специальность 05.13.06 «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)»: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Пудовиков Олег Евгеньевич. - Москва, 2011. - 291 с.

112. Оценка энергоэффективности электрической тяги методами компьютерного моделирования / А. А. Зарифьян, Н. В. Гребенников, В. В. Зак [и др.] - Текст: непосредственный // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. - 2013. - № 1(65). - С. 24-37.

113. Макаров, Г.Г. О точности тяговых расчетов / Г.Г. Макаров //Вопросы повышения обоснованности проектных решений по строительству железных дорог, станций и узлов; -М., 1984. -С. 65-68.

114. Обухов, В.П. Использование оперативного тягового расчета в системе нормирования энергозатрат в локомотивном депо / В.П. Обухов ЦНИИ ТЭИ МПС Железнодорожный транспорт. Серия: локомотивы и локомотивное хозяйство. Ремонт локомотивов; Вып. 4. -М., 2001. -С. 37-43.

115. Статистический метод расчета энергетических затрат в моторвагонной электрической тяге / И.П.Исаев, В.П.Феоктистов, З.Шидловски // Электромеханика. 1983. №12. - С.70-73.

116. Макогон, А. С. Сравнительный анализ результатов тягового расчета и фактических данных параметров движения поезда по данным бортовых систем электровоза / А. С. Макогон, Е. А. Третьяков // Теория и практика современной науки: Материалы III Всероссийской (национальной) научно-практической конференции, Южно-Сахалинск, 23 ноября 2023 года. -Новокузнецк: Издательство "Знание-М", 2023. - С. 102-107.

117. Даутов, Р. З. Введение в теорию метода конечных элементов / Р. З. Даутов, М. М. Карчевский. - Казань: Изд-во КГУ, 2011. - 237 с.

118. Комяков, А. А. Методология организации ресурсосберегающих производственных систем на железнодорожном транспорте: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: специальность 05.02.22 / А. А. Комиков; науч. консультант В. Т. Черемисин. - Омск: ОмГУПС (ОМИИТ), 2020. - 406 с.

119. Автоматизированная информационная система энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «РЖД» (АИС «Энергоэффективность»): руководство пользователя (82462078.12109.100.И3.05). М.: НИИАС, 2016. 103 с.

120. Комяков, А. А. Совершенствование методологии контроля выполнения заданий по экономии топливно-энергетических ресурсов на предприятиях железнодорожного транспорта / А. А. Комяков // Инновационные проекты и технологии машиностроительных производств: Материалы третьей всероссийской научно-технической конференции, Омск, 2019. - С. 27-32.

121. Журавлева, Н. А. [и др.] Технико-экономическое обоснование проектных и технологических решений: учебное пособие / под ред. Н. А. Журавлевой. - Санкт-Петербург: ПГУПС, 2024. - 115 с.

Приложение А

Акты об использовании результатов диссертационного исследования

1Э/с)

Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте»

АО «НИИАС» Санкт-Петербургский филиал

115, литер А, Московский проспект, Санкт-Петербург, 196006, Россия тел./факс: [phone], ¡nfo8vniias.ru ОКПО 8900483 5; ОГРН 1077758841555 ИНН/КПП 7709752846/781043001

06.12.2024 № 270-12-181/1

На

АКТ

Об использовании результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему «Повышение энергоэффективности режимов ведения высокоскоростных электропоездов», выполненной Калининым Николаем Павловичем.

Настоящий акт составлен о том, что результаты диссертационной работы по повышению энергетической эффективности высокоскоростных электропоездов, представленной аспирантом кафедры «Электрическая тяга» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Калинина Николая Павловича, приняты для разработки технологических решений по совершенствованию систем автоматического ведения скоростных и высокоскоростных поездов. Применение результатов диссертационной работы позволит усовершенствовать режим автоведения высокоскоростного электропоезда, используя алгоритм, обеспечивающий ведение поезда, близкое к оптимальному, при помощи которого достигается повышение энергетической эффективности и снижение расхода электрической энергии до 10-15% в зависимости от графика движения поездов.

Заместитель генерального директора, кандидат технических наук

Кулешова Л.М., СПбФ 8 964 612 97 25

П. А. Попов