Динамическая модель Московской монорельсовой транспортной системы с применением магнитолевитационной технологии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель: Московская монорельсовая транспортная система, эксплуатирующаяся более 18 лет и использующая линейный электропривод, доказала свою эффективность, надежность, безопасность, но вместе с тем возникла необходимость ее модернизации. В основе предлагаемой модернизации – новые тележки, в конструкции которых объединены электромагниты и линейный двигатель.

Материалы и методы: На основе модельно-ориентированного подхода в приложениях Simscape – Simulink среды MATLAB® разработана динамическая модель двухвагонного подвижного состава монорельсовой транспортной системы с применением магнитолевитационной технологии.

Результаты: Дано общее описание модели и входящих в нее подсистем. Представлены результаты моделирования с учетом нервностей путевой структуры.

Заключение: Разработанная модель позволяет выбрать наиболее рациональные конструктивные параметры тележек, упруго-диссипативных элементов подвеса подвижного состава, системы управления электромагнитами. Предлагаемая монорельсовая транспортная система может быть реализована в городах России, где по разным причинам применение метро нецелесообразно.

Об авторах

Анатолий Николаевич Фиронов

Российский университет транспорта (МИИТ)

Email: tyml2341@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2683-9958
SPIN-код: 2477-7313

к.т.н., доцент

Россия, Москва

Алексей Сергеевич Костенко

Российский университет транспорта (МИИТ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: a-kostenko@bk.ru

студент

Россия, Москва

Список литературы

  1. Зайцев А.А., Соколова Я.В., Фиронов А.Н. Магнитная левитация – мировой тренд транспортных технологий. Железнодорожный транспорт. – 2019. – № 3. – С. 54–58. [Zaytsev AA, Sokolova YV, Fironov AN. Magnitnaya Levitatsiya – mirovoy trend transportnyh technology. Zeleznodorogny transport. 2019;(3):54-58. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 17.02.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37058002
  2. Wenk M, Klühspies J, Blow L, et al. Maglev: Science Experiment or the Future of Transport? Practical Investigation of Future Perspectives and Limitations of Maglev Technologies in Comparison with Steel-Wheel-Rail. The International Maglev Board [Internet]. [cited 2018]. Available from http://www.maglevboard.net/en/research
  3. Винокуров В.А., Галенко А.А, Горелов А.Т., Фиронов А.Н. Транспортные системы с магнитным подвешиванием и линейным электроприводом. В кн.: Машиностроение. Энциклопедия/Подвижной состав железных дорог. Т. IV-23/ Под ред. П.С. Анисимова. – 2008. – С. 591–643. [Vinokurov VA, Galenko AA, Gorelov AT, Fironov AN. Transportnye systemy s magnitnym podveshivaniem i lineinym elektroprivodom. In: Anisimov PS. editor. Mashinostroenie. Enciklopedia/Podviznoy sostav zeleznych dorog. V. IV-23; Moscow, 2008, pp. 591-643. (In Russ.)].
  4. Винокуров В.А., Галенко А.А, Горелов А.Т., Фиронов А.Н. Транспорт на новых технологических принципах. – М., МИИТ, 2004, в 2-х частях, часть 1. – 185 с. часть 2 – 140 с. [Vinokurov VA, Galenko AA, Gorelov AT, Fironov AN. Transport na novyh technologicheskih principah. Moscow, MIIT, 2004, in 2 parts, part 1. 185 p., part 2 – 140p. (In Russ.)].
  5. Han H-S, Kim D-S. Magnetic Levitation Maglev Technology and Applications. Springer Science+Business Media Dordrecht 2016, 247с. doi: 10.1007/978-94-017-7524-3
  6. Зайцев А.А., Антонов Ю.Ф. Магнитолевитационная транспортная технология / под ред. В.А. Гапановича. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. – 476 с. [Zaitsev AA, Antonov YuF. Magnitolevitatsionnaya transportnaya tekhnologiya. Gapanovich VA, editor. Moscow: FIZMATLIT; 2014. 476 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 17.02.2022. Доступно по: https://b-ok.org/book/2901328/800f1a/?_ir=1
  7. Фиронов А.Н. Вакуумно-левитационный транспорт: перспектива или тупик? Транспорт Российской Федерации, – № 3(70). – 2017. – С. 46–49. [Fironov AN. Vaquumno-levitacionny transport: perspectiva ili tupic? Transport Russian Federation. 3(70):46-49. [Internet]. (in Russ.)]. Ссылка активна на: 17.02.2022. Доступно по: http://www.rostransport.com/
  8. Zhang Y, Oster D, Kumada M, et al. Key vacuum technology issues to be solved in evacuated tube transportation. Journal of Modern Transportation. 2011;19(2):110-113 Journal homepage: jmt.swjtu.edu.cn. doi: 10.1007/BF03325748
  9. Oster D, Kumada M, Zhang Y. Evacuated tube transport technologies (ET3)tm: a maximum value global transportation network for passengers and cargo. Journal of Modern Transportation. 2011;19(1):42-50. Journal homepage: jmt.swjtu.edu.cn. doi: 10.1007/BF03325739
  10. Галенко А.А. Применение тягового линейного электропривода (ТЛЭП) в транспортных системах различного назначения. Техника железных дорог. Ноябрь – 2016. – № 4(36). – С. 46–49. [Galenko AA. Primenenie tyagovogo lineinogo electroprivoda (TLEP) v transportnyh sistemah razlichnogo naznacheniya. Tehnika zeleznyh dorog November 2016;4(36):46-49 (in Russ.)]. Ссылка активна на: 17.02.2022. Доступно по: https://opzt.ru/magazine/zhurnal-np-opzht-tehnika-zheleznyh-dorog-4-36/
  11. Сидяков В.А., Краснов И.В. Монорельсовый транспорт. Проблемы, приоритеты и инновации. Решение транспортного коллапса. Транспорт Российской Федерации. – 2013. – № 4(47). – С. 38–41. [Sidyakov VA, Krasnov IV. Monorelsovy transport. Problemy, phioritety, I innovacii. Transport Russian Federation. 2013;4(47):38-41. [Internet]. (in Russ.)]. Ссылка активна на: 17.02.2022. Доступно по: http://www.rostransport.com/
  12. Liang X, Wang W, Chen F, Fu Q. Research on Key Technologies of Medium Speed Maglev Transportation System. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5-8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  13. Han H-S, Kim C-H, Lim J, Ha C-W. Latest Advancements in the Urban Maglev ECOBEE. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5-8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  14. Operating Cost of Incheon Airport Maglev Line Park Doh Co-Authors: B.C. Shin, K.B. Lee, S.K. Ma. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5 - 8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  15. Stephan R, De Andrade Junior R, Ferreira A, et al. Maglev-cobra: an urban transportation system For highly populated cityes. Transportation Systems and Technology. 2015;1(2):16-25. doi: 10.17816/transsyst20151216-25
  16. Zhao C, Feng Y, Liu D, Ren X. Dynamic Mechanical Behaviors of Secondary Air Spring Suspension of High-Speed Maglev Vehicles Running over the Curve Track. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5-8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  17. Gao S, Liang X, Wang W. Research on Dynamic Characteristic of MultiSpan Continuous Steel Turnout Beam in Medium Maglev Transportation System. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5-8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  18. Li J, Wang P, Wang YG, et al. Construction and Equipment Configuration of Beijing Urban Maglev Commercial Line (S1 line) Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5-8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  19. Application of Low-Dynamic-Interaction Levitation Frame to Medium-Low Speed Maglev Vehicle. Zhang Min. Co-Authors: Ma Weihua, Gao Chang, Luo Shihui. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5 - 8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  20. Zhao C, Zhao C, Yang F, et al. Modeling and Simulation of Coupling Vibration between Medium-Low Speed Maglev Vehicle and Switch Beam. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5-8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  21. Xiang X, Long Z, Liang X, Wang W-L. Study on Bogies Anti-rolling and Decoupling Characteristics of 160km/h Medium-speed Maglev Train. Abstract for The MAGLEV 2018 Conference Russia, St. Petersburg, Together with MTST 2018 Conference, September 5-8, 2018. Available from: https://www.researchgate.net/publication/349305234_Maglev_2018_-_Abstracts_of_the_24th_International_Conference_in_St_Petersburg_Russian_Federation
  22. Галенко А.А, Горелов А.Т., Коновалов В.В., Фиронов А.Н. Городской монорельс и модернизация Московской монорельсовой транспортной системы на основе магнитной левитации и линейного электропривода. Транспортные стратегии XXI век. – 2021. – № 46. – C. 9–18. [Galenko AA, Gorelov AT, Konovalov VV, Fironov AN. Gorodskoy monorels I modernizacia Moskovskoy monorelsovoy transportnoy systemy. Transportnye strategii XXI vek. 2021;(46):9-18. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 17.02.2022. Доступно по: http://www.sovstrat.ru/journals/transportnaya-strategiya-21-vek/numbers/nom-trans-46-2021.html
  23. Вакуленко С.П., Роменский Д.Ю., Мнацаканов В.А. и др. Разработка вариантов модернизации Московской Монорельсовой Транспортной Системы. Метро и тоннели. – 2020. – № 4. – С. 28–35. [Vaqulenko SP, Romensky DY, Mnatsakanov VA, et al. Razrabotka variantov modernizatsii Moskovskoy monorelsovoy trasportnoy systemy. Metro i tonnely. 2020;(4):28-35. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 17.02.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44324240

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Подвижной состав ММТС с линейным двигателем

Скачать (123KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Поперечный разрез ходовой балки и путевой структуры ММТС

Скачать (66KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поперечный разрез тележки с тягово-подъемными модулями модернизированного вагона ММТС

Скачать (83KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Расчетная кинематическая схема модели двухвагонного подвижного состава монорельсовой транспортной системы с магнитной разгрузкой

Скачать (124KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Обобщенная структура модели двухвагонного состава.

Скачать (86KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Визуализация модели двухвагонного состава

Скачать (168KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Структура подсистемы модели тележки

Скачать (516KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Визуализация модели тягово-подъемного модуля

Скачать (220KB)
Метаданные
10. Рис. 9а. Осциллограммы сил в центре шкворневого узла ТПМ при скорости движения 30 км/ч: а) без полезной нагрузки; б) при нагрузке 100 %

Скачать (138KB)
Метаданные
11. Рис. 9б. Осциллограммы сил в центре шкворневого узла ТПМ при скорости движения 30 км/ч: а) без полезной нагрузки; б) при нагрузке 100 %

Скачать (139KB)
Метаданные

© Фиронов А.Н., Костенко А.С., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».