货物列车优化操纵与节能分析

摘 要：由于货物列车的承载量很大，因此在列车的操纵与节能方面我们应该给予足够的重视，努力优化操纵与节能，使得我们的货物列车能够很好的运行，并且为我们的社会和国家带来了巨大的贡献。

关键词：货物列车；优化操纵；节能分析

我们都知道铁路运输部门在我国的国民经济中的耗能是非常大的单位之一，同时也耗费了我国许多的资源。为了使得我国的资源能够得到合理的运用，因此我们必须进行货物列车优化操纵与节能的分析，为我国节省许多的能源资源，从而保证我国的能源的发展和进步。

1 货物列车的节能分析

列车的电制动的特性对于货物列车的节能分析是非常重要的，根据它的特性以及特点我们可以把它不归并到同一制动性的曲线之下。另外，由于空气制动性特性以及特征也具备同一制动的曲线的一些特征，因此空气制动特性与同一特性的曲线是有相同之处的。但是由于各种各样原因的制约和影响，这两者都不考虑制动的充风时间和缓解的时间，并且在时间的限度上都比较的宽松。我们都知道列车的牵引力可以让列车能够在列车道上前行，是促使列车前行的一个十分重要的部分。列车的制动力也是影响列车的速度的一个十分重要的因素，对于列车的顺利运行具有十分重要的影响和意义。我们要想让火车安全的减速，我们就必须采取一些有效制动的措施。我们都知道列车会在任意一个位置减速并且停止，由于列车自身的独特特性，要想及时的停下来是不可能的，因此我们就需要借助列车的制动力来使得列车能够提前减速。有的时候，由于各种各样的原因和制约，列车就不存在牵引力，这是一种十分特殊的情况。尤其是对于线路的坡道，我们应该特别注意合理的利用牵引力来使得列车的速度下降或者是上升，而这也被称作下坡道或者是上坡道。

我们假设列车的位置在s处，a、b、c都大于0，我们就可以根据其他的一些条件计算出其牵引力以及制动力。由于坡道是恒值的，并且这些恒值坡道有许多条，因此就组成了线路。我们需要计算出列车的坡道阻力，那么我们就要运用一些公式了。我们假设P（S）=g（s）（g（s））为列车的阻力，那么w（K）=2aK+b+c。我们的动能相对应的格式是根据以上算法来计算的。为了更加准确的分析制动力以及牵引力，因此我们就利用列车的动力学的学微分方程式为

k（S）=ut（s）ft-ub（s）fb（K）-w（K）+g（s） （1）

（2）

我们通过以上公式可以得出：

A=ut（s）f t （K）dsmin （3）

其还有制约的因素：

0≤ut（s）≤1； 0≤ub（s）≤1；K（s）≤K（S） （4）

边界条件为K（s）ot，并且 0≤ut（s）≤1，K（s）≤K（S），并且K（0）-t（0）=T。

由此我们可以判定的是列车要想保证不超速，就必须全力制动，并且我们应该尽量降低速度，让列车的制动能力以及牵引能力都满足列车的要求，让列车能够在安全的情况下安全减速。我们都知道列车的在进入大的下坡道的时候，由于其本身是货车，载重量十分的大，因此我们要让列车在恰当的时速内运行，否则就会影响列车的正常减速。列车在减速时候，我们应该保证牵引力在不断的升高，否则的话，就会无法满足列车的减速要求。

2 货物列车优化操纵分析

由于我们要保证列车的安全平稳运行，因此我们应该很好的把握运行的时间。我们都知道列车的运行时间在列车的运行之前都是已经预设好的，但是由于各种各样的原因制约和限制，从而延长了运行的时间。再加上我们的货车承载量又非常之大，因此就存在着各种各样的操纵序列，这些操纵系列对于列车的正常运行具有十分重要的作用和影响。因此我们应该努力寻找一种能耗较少的操作方式，这样才能够使得货车的能源消耗降低到最小，这样就为我们实现持续的发展的目标作出了很大的贡献。我们在列车操作的过程中应该以偶匀速牵引运行，这样我们就可以减少因为加速而造成的资源能耗。我们都知道列车的最大加速度对于我们的优化操作具有一定的积极的影响和意义，因此我们一定要好好的利用它。

我们在制动的时候一定要以最大的限度来使得货车实现制动，因此我们应该采取一些有效的制动能力。因为这样我们的操作就不需要耗费更多的能源资源，并且能够有效的实现节能。在下坡道的时候我们需要非常注意的是我们不能以高速运行，因为这样就会耗费我们的能源，因此我们应该寻找其他的方法。但是我们寻找的这个方法应该能够有效的实现节能，那么我们就采用以低速进入下坡道，因为以低速进入下坡道的方式，有很多优点。因为这样我们就可以不用单纯的利用我们的能源，而是利用外力来帮助我们实现顺利运行。这个外力就是我们可以利用重力加速度来帮助我们运行，这个方式可以给出我们优化的操作系列。

我们可以以实例分析其原理，并且让我们从中得到启示，明白一些节能的道理。如图1所示，我们看到优化了的操作序列对于我们可以有效地减少能源资源的消耗。

图1

根据图1我们得知当列车牵引的时候，我们一定要尽最大的限度来使得列车实现牵引，并且我们还要利用重力加速度来节省能源。另外，我们要根据给定的运行货车运行的时间，尽量减少我们的运行时间。我们都知道制动是要全面的启动列车的操作系统，一旦所有的操作系统都被同时的启动，那么就会耗费大量的能源。因此我们要根据具体情况，尽量的避免制动。我们还可以采取局部优化以及全局优化的方式，这两种方式都可以使得我们达到目的。我们在施行全局优化的时候应该注重实效性，只有这样我们才能够很好的完成优化目的。

3 结束语

由于货车的承载量是非常大的，因此我们如果不对其进行优化的操作和节能的话，就会白白的耗费许多的能源。因此，我们应该列车的操作系统以及能源方面进行优化，具体我们可以利用重力的加速度，尽量的避免制动带来的能源消耗，这样我们就实现了优化货车的操作系统与节能的目标。

参考文献

[1]赵长春，李宁.HX_D3型货运电力机车节能探讨[J].铁道机车车辆.2009（02）：47-49.

[2]李宝文.对影响机车能源消耗关键环节的调查与分析[J].铁道运输与经济，2008（02）：42-44.