Dobór funkcji celu w kontekście optymalizacji kształtu wielomianowych krzywych przejściowych

• Autorzy: Woźnica P. , Zboiński K.

Warianty tytułu

EN

Selection of the objective functions in context of optimising the shape of polynomial transition curves

• Konferencja: Konferencja Naukowa "Drogi Kolejowe 2011" (16 ; 2011 ; Gdańsk / Gdynia)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kształtowanie kolejowych krzywych przejściowych w podejściu inżynierskim odbywa się zazwyczaj z wykorzystaniem kryteriów wykorzystujących uproszczony model pojazdu, niekiedy sprowadzony do punktu materialnego. Autorzy proponują podejście oryginalne poprzez wykorzystanie zaawansowanego oprogramowania komputerowego. Powstało ono z połączenia modelu symulacyjnego pojazdu, uwzględniającego oddziaływania pojazd-tor i pojazd-pasażer, oraz bibliotecznych procedur optymalizacyjnych. Celem przedstawionych badań było przetestowanie przydatności kilkunastu kryteriów optymalizacyjnych. Każdy krok procesu optymalizacji, aż do znalezienia minimum funkcji celu, wymagał symulacji ruchu pojazdu dla aktualnie testowanego kształtu krzywej. Program wykorzystuje model pojazdu szynowego (wagonu towarowego dwuosiowego) wraz z modelem toru oraz uwzględnieniem nieliniowego opisu kontaktu koło-szyna. Wyniki otrzymanych symulacji wykorzystywane są dwojako. Po pierwsze dostarczyły one informacji na temat oddziaływań dynamicznych i zachowania pojazdu w testowanych krzywych przejściowych. Po drugie wyniki symulacji określają, które z 22 funkcji celu przyjętych w procesie optymalizacji krzywych, realnie przyczyniają się do poprawy zachowań dynamicznych pojazdu.

EN

Formation of railway transition curves within an engineering approach is usually realised basing on the criteria that make use of a simplified vehicle model, reduced to a particle sometimes. Authors of the paper suggest the original approach through use of the advanced software. It is created as the combination of vehicle simulation software, taking account of vechicle track and vehiclepassenger interactions, and library optimization software. An aim of the presented studies was testing usefulness of dozen or so objective functions, as the optimisation criteria. Each optimization step, until minimum of the objective function was found, needed simulation of vehicle motion for the curve shape being just tested. The software makes use of the rail vehicle model (2-axle freight car) and the track model with regard to non-linear description of wheel-rail contact. The simulation results are exploited in two ways. First, they yielded the information on dynamical effects in the tested transition curces. Second, they determinate which of the 22 objective functions taken in the process of the curves optimisation really contribute to betterment of the vehilce dynamical behaviour.

Słowa kluczowe

PL

kolejowe krzywe przejściowe; optymalizacja; symulacja komputerowa

EN

computer simulation; optimization; railway transition curves

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 9-10
• Strony: 128--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.,

Twórcy

autor

Woźnica P.

autor

Zboiński K.

• Wydział Transportu, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Grabowski R., Optymalizacja krzywych przejściowych przystosowanych dla dużych prędkości, Warszawa, Drogownictwo, nr 3, str. 70- 76, 1973.
• [2] Grabowski R., Gładkie przejścia krzywoliniowe w drogach kołowych i kolejowych, Zeszyty Naukowe AGH – Geodezja, Kraków, 1984.
• [3] Grabowski R. Kształtowanie geometryczne krzywych przejściowych w drogach kołowych, kolejowych i trasach wodnych, Wydawnictwa Politechniki Białostockiej, Białystok, 1996.
• [4] Koc W., Krzywe przejściowe z nieliniowymi rampami przechyłkowymi w warunkach eksploatacyjnych PKP, Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej – Budownictwo Lądowe, 47, 1990.
• [5] Koc W., Mieloszyk E., Analiza porównawcza wybranych krzywych przejściowych z wykorzystaniem modelu dynamicznego, Archives of Civil Engineering, 33(2), 239-261, 1987.
• [6] Koc W., Uwagi o gładkich krzywych przejściowych, Drogi Kolejowe 4-5, 1989, Warszawa.
• [7] Koc. W., Radomski R., Analiza krzywych przejściowych z nieliniowymi rampami przechyłowymi, Drogi Kolejowe 11, 1985.
• [8] Kobryń A., Nowe typy krzywych przejściowych do definiowania tras komunikacyjnych, Drogownictwo, 3, 2008, Warszawa.
• [9] Kuvfer B., “Optimization of Horizontal Alignments for Railway – Procedure Involving Evaluation of Dynamic Vehicle Response”, Ph.D. Thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm, 2000.
• [10] Long X.Y., Wei Q.C., Zheng F.Y., “Dynamic Analysis of Railway Transition Curves”, Proc IMechE, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 224(1), 2010, DOI 10.1243/09544097JRRT287.
• [11] Pawłowicz I., Optymalizacja linii przejściowych w zastosowaniach geodezyjnych, Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej nr 13, Geodezja, 1974.
• [12] Tari E., Baykal O., “A New Transition Curve with Enhanced Properties”, Canadian Journal of Civil Engineering, 32(5), 913-923, 2005.
• [13] Woźnica P., Zboiński K.: Koncepcja oceny i kształtowania kolejowych krzywych przejściowych z wykorzystaniem pełnego modelu dynamicznego pojazdu, SITK, Przegląd Komunikacyjny nr 9/10, Kraków 2009.
• [14] Zboiński K., Woźnica P.: Formation of Railway Transition Curves based on Advanced Dynamic Vehicle Models, in B.H.V. Topping, J.M. Adam, F.J. Pallares, R. Bru, M.L. Romero (Editors), Proceedings of the Tenth International Conference on Computational Structures Technology, Civil Comp Press, Stirlingshire, paper 6, 2010, doi:10.10.4203/ccp.936.
• [15] Zboiński K., Woźnica P.: Wykorzystanie zaawansowanego modelu dynamicznego pojazdu w optymalizacji kształtu kolejowych krzywych przejściowych. ILiM, Logistyka nr 4, Poznań, 2010, referat na dołączonej płycie CD.
• [16] Zboiński K., Woźnica P.: Optimisation of the Railway Transiotion Curves’ Shape with Use of Vehicle-Track Dynamical Model, The Archives of Transport, vol. 22, issue 3, Warsaw 2010.
• [17] Zboinski K., “Numerical Studies on Railway Vehicle Response to Transition Curves with Regard to Their Different Shape”, Archives of Civil Engineering, XLIV(2), 151-181, 1998.
• [18] Zboiński, K. “Railway Vehicle-Track Model in Its General Conception”, in “Advanced Railway Vehicle System Dynamics”, J. Kisilowski, K. Knothe, (Editors), WNT – Science and Technology Publishers, Warsaw, Poland, 29-56, 1991.
• [19] Zboiński K., “Numerical and traditional modeling of dynamics of multi-body system in type of a railway vehicle”, Archives of Transport, 16(3), 81-106, 2004.