В книге освещены вопросы состояния и проблемы развития средств автоматизации железнодорожного и автомобильного транспорта, рассмотрено различное аппаратное и машинное оборудование: средства сигнализации и связи, обеспечения безопасности движения, автоматического контроля заданных режимов работы и др.; широко использованы методы математического моделирования; уделено внимание транспорту на магнитном подвесе, на воздушной подушке, монорельсовому, направляемому пневмоколесному.
Для инженерно-технических работников железнодорожного и автомобильного транспорта.
Ил. 196, табл. 20, библиого. 73 назв.
ВВЕДЕНИЕ
Стремительное развитие науки и техники в текущем столетии является не менее впечатляющим в области транспорта, чем в любой иной, и те из нас, которые были свидетелями состояния железнодорожного транспорта в сравнительно недавнем прошлом, не перестают поражаться изменениям, имевшим место в последние годы, которые в настоящее время рассматриваются как будничные события.
Стремительность мысли неизбежно опережает практические возможности действия. Это обстоятельство остается неизменным, ввиду чего следует изыскивать новые методы, обеспечивающие необходимый уровень развития. Касаясь средств и способов транспортировки, сегодня никто не рассуждает с индивидуалистических позиций. Транспорт с большой буквы в самом широком смысле этого слова должен рассматриваться как важный фактор современной действительности — средство перемещения огромного количества пассажиров и огромной массы грузов между зонами и регионами.
Внедрение новой техники и технологии вызвало необходимость в новой терминологии, отсюда очевидна неизбежность появления новых терминов. Этот язык нелегок для восприятия старшим поколением, но, что представляется несомненным, он будет легко освоен специалистами в области массового транспорта сегодняшнего дня и ближайшего будущего, людьми, имеющими компьютерную подготовку, ибо этим людям надлежит заниматься новым оборудованием и современной технологией.
Труд проф. Ф. Т. Барвелла, представляющий состояние технических средств и технологии наиболее развитых видов транспортной отрасли, является весьма своевременным и в этом плане представляет несомненный интерес. Здесь следует рассмотреть вопрос об уровне квалификации автора, выяснить, насколько правомерны его попытки описать и оценить имеющиеся факты.
Ф. Барвелл перешел в нашу организацию в 50-х годах из Лаборатории механико-инженерных исследований Департамента научных и промышленных исследований, в тот период нам требовалась помощь в проведении исследовательских работ по электротехнике в конкретной области железнодорожной тяги, когда возникло много проблем в связи с внедрением на Британских железных дорогах системы электрификации на однофазном токе промышленной частоты 50 Гц, напряжением 25 кВ.
Ф. Барвелл принял на себя ответственность за разработку первой всеобъемлющей программы исследований по средствам
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .................... 5
Предисловие ко второму изданию........... 7
Глава 1 Динамические системы
1.1. Концепции систем .............. 9
1.2. Незамкнутые системы............. 11
1.3. «Обратная связь» — замкнутые системы...... 15
1.4. Фазоплоскостная диаграмма........... 18
Глава 2
Пропускная способность транспортных маршрутов — законы движения транспортных средств
2.1. Пропускная способность полосы движения......27
2.2. Теория движения автомобилей в попутном следовании . .29
2.3. Автоматические устройства управления транспортным средством ...................37
Глава 3
Регулирование интервалов попутного следования — сигнализация на железнодорожном транспорте
3.1. Необходимость сигнализации на железных дорогах ... 42
3.2. Счетчик осей................ 44
3.3. Радиоэлектронная жезловая блокировочная система . . 45
3.4. Замыкатели и блокировка........... 46
3.5. Многозначная сигнализация........... 47
Глава 4
Проблемы перегруженности транспортных путей — регулирование
движения
4.1. Случайные события ..............50
4.2. Очередность — выражение Пуассона — постоянство време-
ни обслуживания..............51
4.3. Экспоненциальное время обслуживания.......52
4.4. Влияние задержек на реализацию установленных интервалов попутного следования ............ 53
4.5. Статистические аспекты режима движения при попутном следовании транспортных средств ......... 58
4.6. Транспортные потоки волнообразной конфигурации . . . 61
Г л а в а 5
Управление движением с помощью средств вычислительной техники — управление транспортными потоками
5.1. Применение цифровых вычислительных машин .... 64
5.2. Управление в непрерывном режиме — динамическое программирование ................65
5.3. Система комплексной обработки оперативной информации (TOPS) ..................68
5.4. Оптимизация режима движения в попутном следовании . . 69 R.R. Оптимизация папоты УЗЛОВЫХ ПУНКТОВ (JOT)..... 70
5.6. Контроль транспортных потоков и управление ими .... 70
5.7. Разделение цикла действия дорожного сигнала и оптимизация «смещений» (SCOOT)............ 74
5.8. Управление движением транспортных средств в каскадном режиме................... 77
5.9. Блок-диаграммы системы............ 78
5.10. Поездоописатели и микропроцессоры........ 80
5.11. Моделирование режима движения поезда при попутном следовании ................. 82
Глава 6 Измерение мощности — аналоговая обработка данных
6.1. Машинная обработка данных.......... 84
6.2. Эквивалентность механических и электрических величин . . 88
6.3. Потенциал и поток............... 88
6.4. Операционные усилители............ 88
6.5. Моделирование подвески экипажа......... 90
6.6. Применение цифровых ЭВМ для оценки движения ряда автомобилей ................. 92
6.7. Моделирование эксплуатационной обстановки..... 95
Глава 7 Определение местонахождения транспортного средства
7.1. Путевые детекторы .............. 97
7.2. Рельсовые цепи................ 98
7.3. Бесстыковые рельсовые цепи.......... 100
7.4. Радиолокатор, работающий по целевым командам ... 101
7.5. Обнаружение препятствий радиолокационными средствами 105
7.6. Детектирование транспортных средств ультразвуковыми устройствами ................. 106
7.7. Двусторонняя связь на радиочастотах........ 106
Глава 8 Идентификация транспортных средств
8.1. Система «Identra»............... 107
8.2. Автобусный электронный сканирующий индикатор .... 107
8.3. Автоматизированная система для списывания вагонов . . 109
Глава 9 Передача управляющей информации на подвижной состав
9.1. Автоматические системы предупреждения — локомотивная сигнализация ................ ПО
9.2. Контактно-механическое устройство остановки поезда . . 113
9.3. Системы «Indusi» и «Signum»........... 113
9.4. Использование радаров [радиомаяков]....... 114
9.5. Кодовая рельсовая цепь............ 119
9.6. Кодированная рельсовая цепь системы проф. Поупа . . 119
9.7. Непрерывные путевые кондукторы......... 120
Глава 10
Централизация управления — регулирование движения поездов в попутном следовании
10.1. Механическая централизация........... 125
10.2. Алгебра логики («Булева алгебра»)....... . 126
10.3. Управление движением на переездах — автоматические шлагбаумы-полубарьеры............ 128
Глава 11 Сортировка и формирование поездов
11.1 Автоматические и гидравлические замедлители ... 132
11.2. Перемещение вагонов посредством тяговых тележек с тросовым приводом............... 137
11.3. Тяговые тележки с приводом от линейного тягового электродвигателя .................. 138
11.4. Моделирование перерабатывающей способности безгорочной автоматизированной сортировочной станции .... 140
Глава 12 Регулирование ускорения и мощности
12.1. Ограничения......,.......... 144
12.2. Уравнения движения.............. 145
12.3. Коэффициент сопротивления........... 146
12.4. Оценка соотношений «расстояние — время»..... 1'50
12.5. Движение по инерции (выбег).......... 152
12.6. Регулирование частоты вращения вала двигателя локомотива .................... 154
12.7. Автоматические трансмиссии........... 158
12.8. Управление транспортными средствами с электрической передачей.................. 161
12.9. Использование магнитных усилителей (трансдукторов)
в схемах регулирования мощности......... 163
12.10. Тиристорное управление локомотивов переменного тока . . 165
12.11. Импульсное регулирование............ 167
12.12. Использование асинхронных тяговых электродвигателей. . 168
12.13. Контроль скольжения колеса — реакция вращающего момента ................... 173
12.14. Регулирование мощности дизельных двигателей .... 186
12.15. Адаптируемое управление............ 188
12.16. Фактор ударной волны в процессе ускорения транспортного средства................ 189
Глава 13 Управление режимом торможения
13.1. Виды торможения............... 192
13.2. Магнитно-рельсовое и реостатное торможение..... 195
13.3. Физиологические аспекты............ 197
13.4. Контроль боксования колес (замедление)........ 198
13.5. Торможение без контакта с поверхностью катания колеса . .202
13.6. Применение сервоприводов........... 203
13.7. Пневматический тормоз Эрликон......... 204
13.8. Электропневматические (ЭП) тормоза....... 205
13.9. Вакуумный тормоз.............. 207
Глава 14 Направление движения — стабильность направления движения
14.1. Направление движения *............. 210
14.2. Стабильность направления движения........ 213
14.3. Контакт по Герцу.............. 215
14.4. Движение колеса с конической поверхностью катания . . 218
14.5. Вписывание в кривые малого радиуса — направление движения посредством гребней колес ......... 220
14.6. Качество хода транспортного средства....... 222
14.7. Движение в кривых при скорости......... 226
14.8. Ходовые тележки радиального типа......... 227
14.9. Влияние колебаний экипажа на пассажиров...... 228
Глава 15 Автоматические железные дороги
15.1. Основные принципы и ранняя история........ 236
15.2. Действующие автоматизированные системы..... 237
15.3. Системы управления для высокоскоростного движения . . 251
15.4. Системы с «подвижным блок-участком»....... 252
Глава 16 Современные городские и пригородные железнодорожные линии
16.1. Потребность в направляемом наземном транспорте . . . 253
16.2. Метрополитены, сооруженные в последние годы .... 254
16.3. Промежуточные звенья в транспортных системах .... 256
16.4. Легкие экипажи с электрической передачей — система Тайн
энд Вэар.................. 257
16.5. Подвижной состав с пневмошинными колесами..... 258
16.6. Новые, нетрадиционные системы с полностью автоматизированным управлением.............. 262
Глава 17 Перспективные виды транспорта
17.1. Необходимость развития новых видов транспорта . . . 2ЙО
17.2. Вероятные пути совершенствования управления магистральным автотранспортом............. 283
17.3. Системы с высокой пропускной способностью — влияние остановочных пунктов на режим движения...... 286
17.4. Малые экипажи с автоматизированным управлением (CVS) 289
17.5. Междугородный транспорт — скоростные железнодорожные системы .................. 292
17.6. Исследования в области новых видов городского и междугородного транспорта.......... 305
17.7. Транспортные средства на воздушной подушке..... 310
17.8. Асинхронные линейные электродвигатели...... 312
17.9. Линейные синхронные электродвигатели....... 327
17.10. Электромагнитный подвес и направление движения (схемы магнитного притяжения) ........... 328
17.11. Магнитный подвес и направление движения (электродинамическая система отталкивания) ......... 335
17.12. Неисследованные возможности.......... 337
Приложение 1 Теория управления
1. Эквивалентность динамических и активных систем .... 338
2. Преобразование Лапласа — передаточная функция . . . 342
3. Влияние временной задержки ..."........ 345
4. Критерий стабильности............. 346
5. Схемы расположения корней........... 346
6. Способ задания функций Найквиста и Бодэ...... 348
7. Общие формы нелинейности............ 351
8. Дескриптивная (описательная) функция....... 353
9. Инверсная диаграмма Найквиста или Уайта...... 355
10. Второй метод Ляпунова............. 356
11. Ввод произвольных данных в систему........ 356
12. Управление в истинном масштабе времени...... 356
Приложение 2
Система обозначений
REFERENCES ..................360
Цена: 150руб.
