Материал: Повышение качества троллейбусных пассажирских перевозок на основе беспроводной технологии

Повышение качества троллейбусных пассажирских перевозок на основе беспроводной технологии

Аннотация

Выпускная квалификационная работа посвящена вопросу повышения качества троллейбусных пассажирских перевозок на основе беспроводной технологии.

В работе анализируется состояние современной троллейбусной системы, состояние вопроса в области беспроводной передачи энергии, исследуются возможности модернизации троллейбусной системы, а так же рассматривается инновационная технология передачи электрической энергии конечному потребителю без использования проводов.

Используя литературные источники, автор излагает уровень существующей проблемы, а так же актуальность научно-исследовательской работы.

Большое место в работе уделено инновационной технологии передачи электрической энергии без проводов. Главное внимание обращается на эффективность, уникальность и простоту внедрения системы. Подробно описывается устройство системы передачи энергии без проводов.

Работа представляет интерес с точки зрения эффективности инновационной системы в сравнении с известной системой.

Пояснительная записка содержит 80 листов машинописного текста, в том числе 36 рисунков, 11 таблиц, 17 формул, 33 источника. Графическая часть выполнена на 8 листах формата А3.

The summary

qualifying work is devoted to improving the quality of trolleybus passenger traffic based on wireless technology.paper analyzes the state of modern trolleybus system, the state of matter in the field of wireless transfer of energy, possibilities of a cart-researched modernization of the trolleybus system, as well as examines the innovative technology of electric energy transmission to the end user without the use of wires.literary sources, the author presents the level of the problem, as well as the relevance of the research.great place is paid to innovative transmission of electrical energy without wires. The main focus is on efficiency, uniqueness and ease of deployment of the system. Details discloses a device power transmission system without wires.work is of interest in terms of the effectiveness of the innovation system in comparison with the known system.explanatory note contains 80 typewritten pages, including 36 figures, 11 tables, 17 formulas, 33 source. Graphic part is made of 8 sheets of A3.

Введение

Внедрение электротяги, т. е. применение электрической энергии для передвижения транспортных средств, началось в тридцатые годы прошлого столетия. Русский ученый, академик Б. С. Якоби в 1834 г. изобрел первый в мире электродвигатель, пригодный для практического применения. Дальнейшие работы привели Якоби к созданию мощного двигателя, использованного в 1838 г. впервые в мире на р. Неве для лодки с пассажирами на борту. Гребной механизм лодки приводился в действие электродвигателем, получавшим энергию от батареи гальванических элементов. Это был первый в мире электроход. Испытание продолжалось до 1842 г. Широкого распространения этот способ питания электродвигателя не получил из-за большой массы батареи, ее малой мощности, ограниченного радиуса действия, низкого коэффициента полезного действия и малой рентабельности [1].

Однако заманчивая идея применения электрического транспорта с источником энергии, находящимся на подвижном составе, используется и сегодня. Для перевозки на небольшие расстояния грузов и пассажиров используются электрокары и электромобили, электродвигатели которых питаются от аккумуляторных батарей.

Для городского электротранспорта и магистральных железных дорог такой способ питания электродвигателей в силу указанных выше причин оказался неприемлемым. Поиск новых возможных решений был направлен прежде всего на устранение аккумуляторных батарей с электроподвижного состава. Оптимальным оказался способ питания от стационарной электростанции с передачей энергии подвижному составу через дополнительное звено, получившее название электротяговая сеть. В нее входят питающие кабели или воздушные линии положительной и отрицательной полярностей, опорные устройства, контактная и рельсовая сеть.

Трамваи и электрические железные дороги используют для электроснабжения контактный провод и ходовые рельсы в качестве обратного провода.

Система электроснабжения с двумя контактными проводами нашла применение для безрельсового электрического транспорта - троллейбуса.

Контактные сети трамвая и троллейбуса представляют собой сложное техническое сооружение.

Контактные сети подвержены, воздействию атмосферных явлений, связаны с работой расположенных рядом сооружений, принадлежащих разным организациям, нередко повреждаются при дорожно-транспортных происшествиях. Их обслуживание затруднено из-за больших потоков транспорта и пешеходов.

Безаварийная работа системы электроснабжения трамвая в первую очередь зависит от надежности контактной сети. Поэтому перед персоналом, обслуживающим контактные сети трамвая и троллейбуса, стоит ответственная задача - постоянно содержать устройства контактной сети в исправном состоянии.

1. Описание современного состояния системы троллейбусных пассажирских перевозок

В связи с интенсивным развитием легкового автомобильного транспорта возникают сложности в формировании городских территорий. Кроме того, в стесненных условиях городского движения на поездку на легковом автомобиле затрачивается значительное время. Поэтому в последние годы правительства ряда стран, где индивидуальный автомобильный транспорт получил большое развитие, издали законопроекты, акты и решения по государственному финансированию развития общественного транспорта [2].

В настоящий момент значительно увеличилось количество индивидуального автомобильного транспорта, что существенно отразилось на работе систем общественного пассажирского транспорта: увеличились сезонные, месячные и суточные колебания пассажиропотоков, уменьшается общий объем перевозок на нем. Это обстоятельство необходимо учитывать при планировании перевозок массовым пассажирским транспортом [3].

Троллейбусный пассажирские перевозки являются неотъемлемым атрибутом динамично развивающегося города. Данный вид общественного транспорта является лучшим решением для мегаполисов. Троллейбус, в отличие от пассажирского транспорта на ДВС, не производит вредных выбросов в атмосферу, в качестве источника питания использует электрический ток, который в разы дешевле нефтепродуктов, не требует подавления звукового воздействия силовых агрегатов. Кроме того обслуживание троллейбуса заключается лишь в проверке состояния присоединительных элементов. Т.е. отсутствует потребность в использовании любого типа нефтепродуктов для работы силовых агрегатов (моторное масло, трансмиссионное масло, охлаждающее масло).

Однако, троллейбус не столь идеален. К весомым недостаткам троллейбуса можно отнести высокую энергоемкость силовых агрегатов, зависимость от проводной системы и самое главное: низкий КПД системы в целом. Помимо выше перечисленного стоимость троллейбусной системы в разы превышает аналогичные пассажирские автопарки. В итоге, суммарный коэффициент рентабельности троллейной системы не превышает 20 %.

Внутригородские перевозки осуществляются в основном средствами массового пассажирского транспорта: автобусом, троллейбусом, трамваем и метрополитеном, в отдельных случаях - частично железнодорожным и водным транспортом. Роль легкового автомобильного транспорта - такси, ведомственных, личных автомобилей и других транспортных средств - незначительна, на их долю приходится около 5 % всех перевозок [4].

Развитие городского транспорта тесно связано с развитием городов. В настоящее время разрабатываются комплексные схемы развития всех видов городского пассажирского транспорта для городов с численностью населения более 250 тыс. чел. При их разработке учитывается, что пассажирский транспорт будет развиваться в условиях интенсивного роста городов и насыщенности улично-дорожной сети средствами транспорта.

Троллейбусы по своим эксплуатационным показателям немногим отличаются от автобусов, однако для их движения требуется устройство тяговых подстанций и оборудование линий двухпроводной контактной сетью. Троллейбусы используются на внутригородских линиях, имеющих пассажиропотоки средней мощности.

При проектировании троллейбусной сети стремятся до минимума сократить число пересечений линий между собой и с линиями трамвая, т.к. пересечения и воздушные стрелки снижают скорость движения троллейбуса, а иногда вызывают его остановку из-за соскакивания токосъемника. Вместимость подвижного состава троллейбуса 74-139 пассажиров. По условиям надежности токосъема трассы троллейбусных линий прокладывают только по улицам с усовершенствованным капитальным покрытием. Продольный уклон троллейбусной линии не должен превышать 0,07 [4].

По маневренности троллейбусы уступают автобусам, что особенно ощутимо в условиях старых городов с улицами недостаточной ширины. Основное преимущество троллейбуса по сравнению с трамваем в том, что посадки и высадка пассажиров осуществляется непосредственно с тротуара. Кроме того, троллейбус при движении может отклоняться от оси контактного провода до 4,2 метра, что позволяет эксплуатировать его на улицах с интенсивным движением.

Для движения по коротким участкам пути, не оборудованным контактной сетью, а также для поддержания движения при перерывах энергоснабжения на троллейбусах могут быть установлены вспомогательные агрегаты, например, аккумуляторы, суперконденсаторы или двигатели внутреннего сгорания.

Для повышения провозной способности троллейбусных линий применяется подвижной состав с большим количеством пассажиро-мест, например, двухэтажные и сочлененные машины. Провозная способность обычной троллейбусной линии близка к провозной способности автобусной линии и составляет около 5000 пас/ч. На рисунке 1.1 представлен двухэтажный троллейбус, курсирующий на улицах Лондона.

1.1 Показатели качества троллейбусных перевозок

Показатель качества (продукции) - это количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, входящих в её качество, рассматриваемая применительно к определённым условиям её создания и эксплуатации или потребления [5].

Каждая продукция обладает своей номенклатурой показателей, которая зависит от назначения продукции, условий её производства и эксплуатации и многих других факторов. Показатель качества может выражаться в различных физических единицах измерения (например, секунда, метр, кв. метр, куб. метр, км/ч, грамм, вольт, ватт, и др.), условных единицах измерения (балл, рубль, FLOPS, процент избирателей и др.), а также быть безразмерным (вероятность наступления ожидаемого события, и др.). В виде технических требований показатели входят в состав технического задания на разрабатываемую продукцию и технических условий.

Стремление учесть как можно больше показателей в желании максимально полно охарактеризовать продукцию делает задачу проектирования практически нерешаемой. Важно выделять главные показатели, отражающие наиболее существенные потребительские свойства объекта. Также следует иметь в виду, что для определённых условий производства и эксплуатации существуют обязательные к учёту показатели. В основном это касается безопасности, когда минимально приемлемый уровень требований устанавливают нормативные документы федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих контроль за качеством и безопасностью товаров, такие как Госгортехнадзор, Роспотребнадзор и другие. Также, если продукция предназначается для реализации отдельным гражданам или каким-то образом может быть им продана, то она должна удовлетворять дополнительным требованиям, устанавливаемыми Законом Российской Федерации «О защите прав потребителей».

Рисунок 1.1 - Лондонский двухэтажный троллейбус

К показателям предъявляются следующие требования:

. монотонная связь с качеством при условии постоянства остальных показателей;

. простота определения, измерения и контроля;

. наглядность отображения свойств объекта или процесса;

. соответствие рассматриваемым свойствам;

. хорошая чувствительность к изменению этих свойств;

. устойчивость к случайным помехам.

Классификация показателей

Для наглядности и удобства все показатели обычно делят на две группы, условно называемые «цена» и «качество». Первая группа объединяет экономические требования, вторая - технические. С другой стороны, при решении практических задач это облегчает использование методов оптимизации и выбор целевой функции.

В соответствии с ГОСТ 51004-96 на основе номенклатуры показателей качества устанавливают перечень наименований характеристик потребительских свойств пассажирских перевозок, составляющих их качество, количественные показатели и методы (методики) их оценки [5].

Выбор номенклатуры показателей качества обосновывают:

видом транспорта и сообщения;

классом или категорией перевозки;

используемым подвижным составом;

требованиями, предъявляемыми к перевозочному процессу;

задачами управления качеством транспортных услуг;

составом и структурой свойств, характеризующих качество;

основными требованиями к показателям качества.

Показатели качества должны отвечать следующим требованиям:

обеспечивать безопасность услуг по пассажирским перевозкам;

способствовать обеспечению соответствия качества пассажирских перевозок передовому мировому опыту и требованиям потребителей;

характеризовать все свойства пассажирской перевозки, обусловливающие ее пригодность удовлетворять определенные потребности потребителей в соответствии с ее назначением;

быть стабильными;

способствовать систематическому повышению качества пассажирских перевозок;

исключать взаимозаменяемость показателей при комплексной оценке уровня качества пассажирских перевозок;

учитывать современные достижения науки и техники, основные направления научно-технического прогресса на транспорте и в сфере транспортных услуг.

ГОСТ 51004-96 устанавливает следующую номенклатуру основных групп показателей качества по характеризуемым ими потребительским свойствам пассажирских перевозок:

показатели информационного обслуживания;

показатели комфортности;

показатели скорости;

показатели своевременности;

показатели сохранности багажа;

показатели безопасности.

Приоритетными показателями качества в отношении пассажирских перевозок на троллейбусе являются показатели скорости, своевременности и безопасности.

Показатели скорости характеризуют свойства пассажирских перевозок, обусловливающие продолжительность пребывания пассажира в поездке или полете. К показателям скорости относят:

продолжительность поездки;

среднюю скорость движения транспортного средства;

частоту остановок транспортного средства.

На сегодняшний день потребитель, исходя из существующих вариантов перемещения с помощью общественного городского транспорта, останавливает свой выбор в пользу скорости движения. Маршрутные такси двигаются с достаточно высокой среднестатистической скоростью, что является весьма приоритетным значением. Однако техническое состояние 80 процентов таких машин оставляет желать лучшего.

Альтернатива маршрутному такси - ПАЗ. Данный вид транспорта более вместителен, однако скоростные характеристики такого транспорта не уступают маршрутному такси.

Троллейбус находится на последнем месте по показателям скорости городского общественного транспорта. Продолжительность поездки по маршруту номер 10 на троллейбусе, одного из самых коротких маршрутов г. Оренбурга, займет не менее 35 минут. В то время как маршрутное такси номер 42 преодолеет тот же участок пути за 15 минут.