1 TRƯỜNG ðẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PGS.TSKH NGUYỄN HỮU HÀ ðIỀU KHIỂN CHẠY TẦU TRÊN ðƯỜNG SẮT HÀ NỘI – 2004 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ðIỀU KHIỂN HỌC VÀ ðIỀU KHIỂN CHẠY TẦU TRÊN ðƯỜNG SẮT 1.1 ðIỀU KHIỂN HỌC VÀ ðIỀU KHIỂN HỌC KỸ THUẬT ðiều khiển học môn khoa học quy luật tổng quát ñiều khiển, kiểm tra liên lạc máy móc thể xã hội ðịnh nghĩa ñược nhà bác học Wiener N( 1894-1964) tác giả sách “ ðiều khiển học hay ðiều khiển liên lạc sinh vật máy móc “ đưa ra, nhiên mơn khoa học phát triển mạnh nên thấy nhiều cách ñịnh nghĩa khác : - Theo W.R Ashbi: ðiều khiển học ngành khoa học lý thuyết cách thức hoạt ñộng “tất máy móc có thể” - A.A Lijapunov S.L Sobolev có định nghĩa như: + ðiều khiển học khoa học nghiên cứu hệ thống q trình điều khiển phương pháp tốn học + ðiều khiển học khoa học trình truyền, sử lý lưu giữ thơng tin + ðiều khiển học môn khoa học nghiên cứu phương pháp thiết kế , phát việc xây dựng nhận dạng thuật tốn mơ tả q trình ñiều khiển diễn thực tế - Theo A.N Kolmogorov: ðiều khiển học khoa học nghiên cứu hệ thống với chất vật lý , có khả thu nhận, lưu giữ sử lý thơng tin, sử dụng cho việc điều khiển điều chỉnh Còn có nhiều định nghĩa khác bật ñịnh nghĩa V.M Gluskov : ðiều khiển học khoa học quy luật tổng quát việc thu nhận , lưu giữ, truyền biến đổi thơng tin hệ thống điều khiển phức tạp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TỪ CÁC ðỊNH NGHĨA TRÊN TA THẤY TA THẤY KHƠNG THỂ XẾP HỒN TỒN ðIỀU KHIỂN HỌC VÀO NHÓM CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, KHOA HỌC KỸ THUẬT HAY NHĨM KHOA HỌC Xà HỘI MƠN KHOA HỌC ðỘC LẬP NÀY MỚI CHỈ XUẤT HIỆN TỪ NHỮNG NĂM 40 CỦA THẾ KỶ TRƯỚC NHỮNG TƯ TƯỞNG CƠ BẢN BAN ðẦU CỦA ðIỀU KHIỂN HỌC LÀ CÓ SỰ TƯƠNG TỰ CỦA CÁC QUÁ TRÌNH ðIỀU KHIỂN VÀ MỐI LIÊN LẠC GIỮA MÁY MÓC, CƠ THỂ SỐNG VÀ Xà HỘI BỞI VÌ TRONG MỖI QUÁ TRÌNH TRÊN ðỀU CĨ VIỆC TRUYỀN , NHỚ VÀ BIẾN ðỔI THƠNG TIN – CÁC TÍN HIỆU CĨ BẢN CHẤT VÀ MỤC ðÍCH KHÁC NHAU NHỮNG TƯ TƯỞNG TRÊN ðà ðà LÀM RÕ VẤN ðỀ CƠ BẢN SAU: - Cách tiệm cận thống với q trình điều khiển khác - Coi thơng tin đặc trưng quan trọng vật chất ðiều khiển học ñược hình thành phát triển từ nghiên cứu thuộc nhiều ngành khoa học khác lý thuyết ñiều chỉnh tự ñộng, sinh lý học, lý thuyết xác suất, thống kê tốn học, vật lý, lơgic tốn, điện tử, kỹ thuật liên lạc… ngày ñã trở thành mơn khoa học độc lập ảnh hưởng trực tiếp ñến nhiêù lĩnh vực khoa học khác ðiều khiển học có chun ngành riêng ñiều khiển học kỹ thuật, ñiều khiển học sinh học ñiều khiển học kinh tế chúng thuộc nhóm ngành khoa học kỹ thuật,tự nhiên , xã hội tương ứng Các lĩnh vực chuyên ngành ðiều khiển học thống với thông qua ñặc trưng: - Tính tổng quát ñối tượng nghiên cứu (các hệ điều khiển phức tạp) - Góc độ nghiên cứu đối tượng ( q trình thơng tin) - Sử dụng phương pháp nghiên cứu ñặc trưng ( mơ hình hố máy) Có thể chia chun ngành điều khiển học thành ba nhóm lớn sau: • ðiều khiển học lĩnh vực khoa học tự nhiên mà phát triển ðiều khiển học sinh học • ðiều khiển học lĩnh vực khoa học kỹ thuật CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • ðiều khiển học lĩnh vực khoa học xã hội mà phát triển mạnh ðiều khiển học kinh tế ðiều khiển học kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật ñiều khiển học nên có vai trò quan trọng phát triển chuyên ngành ñiều khiển khác.Trong ñiều khiển học kỹ thuật có điều khiển học giao thơng vận tải, ñiều khiển học xây dựng… ðiều khiển chạy tầu ñường sắt lĩnh vực nghiên cứu quan trọng ñiều khiển học kỹ thuật 1.2.Thực chất, nhiệm vụ , nội dung môn ðiều khiển chạy tầu ñường sắt ðiều khiển chạy tầu ñường sắt môn khoa học chuyên nghiên cứu kỹ thuật ñiều khiển trình khai thác vận tải ñường sắt ðối tượng nghiên cứu tồn cơng việc liên quan đến điều hành khai thác vận tải ñường sắt ðiều khiển chạy tầu ñường sắt có nhiệm vụ sau: - Tổ chức cơng tác khai thác đường sắt cách hợp lý, khoa học - ðáp ứng ñầy ñủ nhu cầu vận chuyển xã hội với chi phí vận tải nhỏ - Nghiên cứu , áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến vào lĩnh vực vận tải ñường sắt Căn vào nhiệm vụ ðiều khiển chạy tầu đường sắt có nội dung sau: - Nghiên cứu quy trình cơng nghệ vận tải ñường sắt yếu tố liên quan - Q trình khai thác vận tải đường sắt - Hệ thống nhà ga điều hành cơng tác nhà ga ñường sắt - Tổ chức luồng xe kế hoạch lập tầu ñường sắt - Biểu ñồ chạy tầu lực thơng qua đường sắt - Kế hoạch ngày ñiều khiển huy chạy tầu 1.3 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ VẬN TẢI ðƯỜNG SẮT Quy trình cơng nghệ vận tải trình tự cách thức thực ñể tạo ñược sản phẩm vận tải - km hành khách-km Bất trình sản CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt xuất phải dựa quy trình cơng nghệ định Sự hợp lý quy trình cơng nghệ sở cho việc nâng cao suất lao ñộng doanh nghiệp ðể tiến hành sản xuất ngành ñường sắt phải xây dựng cho quy trình cơng nghệ vận tải hợp lý Quy trình cơng nghệ vận tải đường sắt có đặc điểm sau: - Trải phạm vi rộng Khác với nhiều ngành sản xuất mà quy trình cơng nghệ nằm gọn sở sản xuất hay phân xưởng, cơng việc vận tải đường sắt trải địa bàn rộng từ bắc chí nam Vì việc theo dõi điều hành quy trình cơng nghệ vận tải đường sắt thường khó khăn so với nhiều ngành công nghiệp khác - Bao gồm nhiều tác nghiệp phức tạp cần phối hợp nhiều phận lao ñộng Các tác nghiệp kỹ thuật đường sắt cơng việc nặng nhọc phức tạp đòi hỏi người thực phải có trình độ chuyên môn tay nghề cao Tham gia vào việc thực quy trình cơng nghệ vận tải có nhiều phận nhà ga, ñiều ñộ, ñầu máy toa xe Cơng việc phận cần phối hợp chặt chẽ để q trình vận tải liên tục - Khác với quy trình cơng nghệ xí nghiệp cơng nghiệp, tác nghiệp kỹ thuật đường sắt khơng lặp lại dạng cố định quy trình vận tải mà thường biến đổi dạng khác Thí dụ tàu cắt móc hành trình trước cắt móc xe ga hành trình sau lai dừng để cắt móc ga khác Bởi thực quy trình cơng nghệ vận tải đường sắt phải ln linh hoạt, xử lý kịp thời tình phù hợp với điều kiện khai thác kỹ thuật cụ thể Có thể chia trình cơng nghệ vận tải đường sắt thành hai q trình khác biệt qúa trình cơng nghệ vận tải hàng hố q trình cơng nghệ vận tải hành khách CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt So với q trình cơng nghệ vận tải hàng hố q trình cơng nghệ vân tải hành khách đơn giản, đỡ phức tạp q trình tác nghiệp kỹ thuật có thay đổi ðối với tàu khách điểm lấy khách, cho khách xuống ñã cố ñịnh Thời gian ñể thực tác nghiệp chạy tàu tác nghiệp ñịa ñiểm ñỗ ñã ñược quy ñịnh sẵn Bởi ñây xét đến quy trình cơng nghệ vận tải hàng hố Muốn xây dựng quy trình cơng nghệ vận tải đường sắt trước hết phải nghiên cứu toàn trình sản xuất ngành Quá trình sản xuất vận tải hàng hố đường sắt chia thành trình phận : - Quá trình làm tác nghiệp xếp dỡ Q trình lúc toa xe ñược ñưa xong vào ñịa ñiểm xếp dỡ ñến bắt ñầu lấy toa xe ga ðối tượng lao động q trình hàng hố gửi đường sắt kiện hàng, lơ hàng Q trình ký hiệu q trình “H” - Q trình tác nghiệp toa xe ga ðối tượng lao ñộng ñây toa xe ðối với toa xe địa phương q trình tính từ xe đến ga ñưa xong vào ñịa ñiểm xếp dỡ từ xe ñược lấy ñến xe khỏi ga ðối với toa xe ñến ga kỹ thuật ñể làm tác nghiệp trung chuyển tính từ toa xe ñến ga cho ñến khỏi ga Quá trình ký hiệu q trình “X” - Q trình chạy đường: ðối tượng lao động chủ yếu q trình đồn tàu Bằng cách điều hành huy cơng tác chạy tàu mà ngành ñường sắt tạo sản phẩm vận tải Trong q trình xây dựng quy trình cơng nghệ vận tải cần vận dụng quy luật khoa học tự nhiên, khoa học kỹ thuật quy luật kinh tế vào q trình thay đổi vị trí hàng hóa, hành khách đường Trong hình 1.1 thể quy trình cơng nghệ vận tải hàng hố ngành đường sắt dạng mơ hình Các ký hiệu mơ hình tác nghiệp: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1- Xếp hàng lên xe 2- Lấy xe tự ñịa ñiểm xếp dỡ ga 3- Tác nghiệp kỹ thuật cho toa xe trước khỏi ga 4- ðồn tàu hàng chạy đường 5- Tác nghiệp cho toa xe ga kỹ thuật 6- ðoàn tàu hàng tiếp tục chạy 7- tác nghiệp kỹ thuật cho toa xe ga dỡ trước ñưa toa xe vào ñịa ñiểm dỡ 7"- Tác nghiệp kỹ thuật cho toa xe ga xếp trước ñưa xe vào ñịa ñiểm xếp lần 8- ðưa xe vào ñịa ñiểm dỡ 8"- ðưa xe vào ñịa ñiểm xếp lần 9- Dỡ hàng xuống kho bãi 10- Xếp lần m=0,1,2, ,s n=0,1,2, ,k 7 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt H 1.1 Quy trình cơng nghệ vận tải hàng hố đường sắt Ở : - Các nét liền biểu thị hành trình chạy nặng - Các nét ñứt biểu thị hành trình chạy rỗng k, s : Số ga kỹ thuật mà đồn tàu hàng chạy qua trước đến ga có tác nghiệp xếp dỡ toa xe Cơng nghệ vận tải hàng hố hành khách vấn đề mang tính chất kỹ thuật khai thác vận tải nhiên chịu tác ñộng ñiều kiện kinh tế trị xã hội Bởi suy cho cơng nghệ vận tải để phục vụ cho người theo đuổi mục đích cuả cơng tác vận tải Do yêu cầu công tác vận tải có nhiều thay đổi thực quy trình cơng nghệ vận tải người ta phải dùng cách khác ñể phục vụ tốt mục tiêu vận tải đề Trong tình hình cơng nghệ vận tải đường sắt phải biến ñổi ñể phù hợp với ñiều kiện sau: - Sự biến ñộng nhu cầu vận chuyển Sự tăng giảm khối lượng vận chuyển ảnh hưởng lớn đến việc thực quy trình cơng nghệ vận tải - Yêu cầu ngày cao khách hàng chủ hàng ðể ñảm bảo cho yêu cầu phải khơng ngừng hồn thiện cơng tác vận tải theo hướng tập trung ga hàng hoá, giới hoá xếp dỡ, tổ chức chạy tàu cố ñịnh theo thời gian - Sự phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật tổ chức công tác vận tải - Những biến đổi mơi trường sản xuất kinh doanh xu hoà nhập, hợp tác quốc tế ngành ñường sắt Trong năm gần ñây, có nhiều thay đổi lĩnh vực tổ chức quản lý ngành nên lý luận công tác khai thác vận tải ñường sắt phức tạp thêm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Xuất thêm vấn ñề sở hữu toa xe, thuê toa xe, tác nghiệp kỹ thuật ga giao tiếp Xí nghiệp liên hợp Những vấn ñề cần ñược nghiên cứu để hồn thiện cơng nghệ vận tải cho ngành đường sắt 1.4 Các tiêu công tác vận tải hàng hố hành khách đường sắt Trong ngành ñường sắt người ta sử dụng tiêu khác ñể thể ñánh giá công tác vận tải Các tiêu bao gồm : 1.4.1 Các tiêu số lượng: Trong vận chuyển hàng hố có tiêu số lượng là: số toa xe xếp dỡ, số hàng hoá vận chuyển, lượng luân chuyển hàng hoá (tấn-km) Trong vận chuyển hành khách tiêu số lượng số hành khách (hành khách), lượng luân chuyển hành khách (hành khách - km) Ngồi có tiêu cự ly chạy toa xe, đồn tàu, đầu máy v.v Lượng ln chuyển hàng hố tổng tích số trọng lượng lơ hàng tính (P) nhân với cự ly chạy lô hàng ñó (l): Pl = p1l1 + p2l2 + +pnln (tấn-km) Lượng luân chuyển hành khách tổng tích số số lượng đồn khách tính số hành khách (a) nhân với cự ly ñi lại đồn khách (l): Al = a1l1 + a2l2 + + anln (HK-km) Tương tự số toa xe- km tính theo cơng thức NS= N1S1 + N2S2 + +NnSn (xe-km) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Trong đó: N1, N2, Nn, số lượng toa xe tương ứng với cự ly chạy S1, S2, Sn chúng Số đồn tàu-km tính theo cơng thức: ML = m1l1 + m2l2 + + mnln (ñt-km) Trong đó: m1, m2, .,mn số lượng đồn tàu chạy tương ứng với cự ly l1, l2, ., ln Mật độ vận chuyển hàng hố số lượng hàng hố thơng qua năm 1km đường kinh doanh tính theo cơng thức: a= ∑ pl (tkm / km) L Trong đó: Σpl: lượng ln chuyển hàng hoá thực năm (t - km) L: Chiều dài kinh doanh mạng lưới ñường sắt (km) 1.4.2 Các tiêu chất lượng công tác vận tải đường sắt Thơng thường người ta sử dụng tiêu chất lượng sau: -Thời gian quay vòng toa xe (θx): thời gian tính từ toa xe ñược xếp xong lần thứ cho ñến toa xe xếp xong lần thứ hai -Cự ly quay vòng toa xe khoảng cách di chuyển toa xe từ ñiểm xếp xong hàng lần thứ ñiểm xếp xong lần thứ hai (ltv) Như cự ly quay vòng có hai dạng sau: +Cự ly quay vòng gồm cự ly xe chạy nặng (ln) ðây trường hợp toa xe ñược tổ chức tác nghiệp hai lần tức dỡ xong lại xếp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... nhiệm vụ , nội dung mơn ðiều khiển chạy tầu đường sắt ðiều khiển chạy tầu đường sắt mơn khoa học chun nghiên cứu kỹ thuật điều khiển q trình khai thác vận tải ñường sắt ðối tượng nghiên cứu tồn... điều khiển khác.Trong điều khiển học kỹ thuật có điều khiển học giao thơng vận tải, điều khiển học xây dựng… ðiều khiển chạy tầu ñường sắt lĩnh vực nghiên cứu quan trọng ñiều khiển học kỹ thuật... - Hệ thống nhà ga điều hành cơng tác nhà ga đường sắt - Tổ chức luồng xe kế hoạch lập tầu ñường sắt - Biểu ñồ chạy tầu lực thơng qua đường sắt - Kế hoạch ngày điều khiển huy chạy tầu 1.3 QUY TRÌNH