vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2022-81-4-370-382vestnikvniizht-653Research ArticleАвтоматизация и управление технологическими процессами на железнодорожном транспортеAUTOMATION AND CONTROL OF TECHNOLOGICAL PROCESSES IN RAILWAY TRANSPORTНекоторые вопросы практического использования бортовых систем учета топлива тепловозовPractical use of on-board fuel metering systems of diesel locomotiveshttps://orcid.org/0000-0003-2284-8144ПоповК. М.PopovK. P.

Кирилл Михайлович ПОПОВ, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, НЦ «Цифровые модели перевозок и технологии энергосбережения»

129626, г. Москва, ул. 3-я Мытищинская, д. 10

Kirill M. POPOV, Cand. of Sci. (Engineering), Leading Researcher, Digital Modelsof Transportation and Energy Saving Technologies Scientific Centre

129626, Moscow, 10, 3rd Mytishchinskaya St.

popov.kirill@vniizht.ruНаучно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ)РоссияRailway Research InstituteRussian Federation202229122022814370382Copyright © Попов К.М., 20222022Попов К.М.Popov K.P.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/653

Введение. Бортовые системы учета топлива тепловозов разных производителей отличаются как составом используемых датчиков, так и различным программным обеспечением для обработки данных регистрации. Это свидетельствует о том, что поиск путей повышения эффективности использования указанных систем в эксплуатации не завершен и является актуальной задачей.Материалы и методы. В статье рассмотрены особенности определения расхода топлива по данным бортовых систем учета топлива тепловозов, связанные с различными способами определения моментов фиксации количества топлива в баке. Исследована возможность оценки влияния количества переключений позиций контроллера машиниста на показатели абсолютного и удельного расхода топлива.Результаты. При отсутствии в составе бортовой системы датчика пути и скорости предлагается определять моменты фиксации количества топлива на основе анализа изменения сигналов датчиков уровня топлива по времени. Показан пример практической реализации данного решения. Также приведены результаты обработки данных бортовых систем, показывающие, что влияние наблюдаемого в рядовой эксплуатации маневровых тепловозов разброса количества переключений позиций контроллера на расход топлива сопоставимо с погрешностью определения этой величины по данным бортовых систем. Реализация в специализированном программном обеспечении, предназначенном для обработки данных бортовых систем, алгоритмов, позволяющих идентифицировать указанное влияние, актуальна только для случаев экстремальной (на порядок) разницы количеств переключений позиций контроллера в рабочих сменах.Обсуждение и заключение. Эффективность практического использования информации от бортовых систем учета расходуемого тепловозом топлива во многом определяется качеством специализированного программного обеспечения. При разработке и совершенствовании программного обеспечения рекомендуется использовать рассмотренные в статье подходы.

Introduction. On-board fuel metering systems for diesel locomotives created by different manufacturers differ both in the composition of the sensors used and in the software for processing the registration data. This indicates that the pursuit of better efficiency for these systems is still ongoing and is an urgent problem.Materials and methods. The article discusses the problems of determining the fuel consumption according to the data of on-board fuel metering systems for diesel locomotives, associated with various methods for determining the moments of measuring the fuel amount in the tank. The possibility of estimating the influence of the number of position switches of the locomotive throttle on the indicators of absolute and specific fuel consumption has been studied.Results. In the absence of distance and speed sensors in the on-board system, it is proposed to determine the moments of measurement of the fuel amount based on the analysis of changes in the signals of the fuel level sensors over time. The authors present an example of the practical implementation of this solution. The results of on-board systems data processing are also presented, showing that the effect of the spread in the number of throttle position switches observed in ordinary operation of diesel shunter on fuel consumption is comparable to the error in determining this value according to the on-board systems data. The implementation of algorithms in specialised software designed to process data from onboard systems that allow identifying the indicated influence is relevant only for cases of extreme (by an order of magnitude) difference in the number of switching throttle positions in work shifts.Discussion and conclusion. The efficiency of the practical use of information from the on-board systems for metering fuel consumption of a diesel locomotive is largely determined by the quality of specialised software. When developing and improving software, it is recommended to use the approaches discussed in the article.

тепловозбортовая система регистрациидатчик пути и скоростиколичество топлива в бакерасход топливапозиция контроллера машинистаdiesel locomotiveon-board registration systemdistance and speed sensorfuel amount in the tankfuel consumptionlocomotive throttle positionReferencesЧикиркин О. В. Совершенствовать систему учета топливно- энергетических ресурсов // Локомотив. 2018. № 8. С. 2–5.Chikirkin O. V. Sovershenstvovat' sistemu ucheta toplivno-energeticheskikh resursov [Improvement of the metering system for fuel and energy resources]. Lokomotiv = Locomotive. 2018;(8):2-5. (In Russ.).Головаш А. Н., Бочаров В. М. Бортовые комплексы для локомотивов // Железнодорожный транспорт. 2004. № 10. С. 76–77.Golovash A. N., Bocharov V. M. Bortovye kompleksy dlya lokomotivov [On-board systems for locomotives]. Zheleznodorozhnyy transport = Railway transport. 2004;(10):76-77. (In Russ.).Современные информационные технологии для тепловозов / А. В. Грищенко [и др.] // Локомотив. 2007. № 4. С. 18–24.Grishchenko A. V., Grachev V. V., Lavskiy V. G. et al. Sovremennye informatsionnye tekhnologii dlya teplovozov [Modern information technologies for diesel locomotives]. Lokomotiv = Locomotive. 2007;(4):18-24. (In Russ.).Головаш А. Н., Бочаров В. М., Ку знецов С. М. Эффективность использования бортовых систем учета топлива на локомотивах // Локомотив. 2008. № 11. С. 21–22.Golovash A. N., Bocharov V. M., Kuznetsov S. M. Effektivnost' ispol'zovaniya bortovykh sistem ucheta topliva na lokomotivakh [Efficiency of using on-board fuel metering systems on locomotives]. Lokomotiv = Locomotive. 2008;(11):21-22. (In Russ.).Му гиншт ейн Л. А., Молчанов А. И., Попов К. М. Совершенствование системы учета и контроля расхода топлива маневровых тепловозов // Вестник Научноисследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2010. № 1. С. 8–18.Muginshteyn L. A., Molchanov A. I., Popov K. M. Sovershenstvovanie sistemy ucheta i kontrolya raskhoda topliva manevrovykh teplovozov [Improving the system of metering and control of fuel consumption of shunting diesel locomotives]. Vestnik Nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta (Vestnik VNIIZhT) = Russian Railway Scientific Journal. 2010;(1):8-18. (In Russ.).Игин В. Н., За хва тов А. В., Карянин В. И. Автоматизация контроля расхода топлива // Локомотив. 2015. № 2. С. 13–17.Igin V. N., Zakhvatov A. V., Karyanin V. I. Avtomatizatsiya kontrolya raskhoda topliva [Automation of fuel consumption control]. Lokomotiv = Locomotive. 2015;(2):13-17. (In Russ.).Технические требования к системам регистрации и анализа параметров работы тепловоза и учета дизельного топлива [Электронный ресурс]: утв. старшим вице-президентом ОАО «РЖД» В. А. Гапановичем 7 марта 2014 г. № 125. Доступ из АСПИЖТ.Tekhnicheskie trebovaniya k sistemam registratsii i analiza parametrov raboty teplovoza i ucheta dizel'nogo topliva [Technical requirements for systems for recording and analyzing the parameters of the operation of a diesel locomotive and metering of diesel fuel] (Electronic resource). Approved by Senior Vice President of Russian Railways V. A. Gapanovich dated March 7, 2014, No. 125. Access from ASPIZhT. (In Russ.).Оценка точности измерения количества топлива в баке тепловоза гидростатическим измерителем / В. В. Грачёв [и др.] // Вестник Научно- исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2008. № 5. С. 29–32.Grachev V. V., Bazilevskiy F. Yu., Cheremisinov P. A., Popov A. V. Otsenka tochnosti izmereniya kolichestva topliva v bake teplovoza gidrostaticheskim izmeritelem [Assessment of the accuracy of measuring the amount of fuel in the tank of a diesel locomotive by a hydrostatic meter]. Vestnik Nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta (Vestnik VNIIZhT) = Russian Railway Scientific Journal. 2008;(5):29-32. (In Russ.).На уменко С. Н., Годнев А. Г. О достоверности учета дизельного топлива при экипировке локомотивов // Железнодорожный транспорт. 2011. № 2. С. 49–51.Naumenko S. N., Godnev A. G. O dostovernosti ucheta dizel'nogo topliva pri ekipirovke lokomotivov [On the reliability of accounting for diesel fuel when equipping locomotives]. Zheleznodorozhnyy transport = Railway transport. 2011;(2):49-51. (In Russ.).Влияние формы бака и уклона пути на точность измерения количества топлива в баке тепловозов / М. В. Федотов [и др.] // Вестник Научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава (Вестник ВНИКТИ). 2015. № 97. С. 81–87.Fedotov M. V., Koshcheev S. N., Bychkova E. A., Grachev V. V. Vliyanie formy baka i uklona puti na tochnost' izmereniya kolichestva topliva v bake teplovozov [Influence of the tank shape and track slope on the accuracy of measuring the amount of fuel in the tank of diesel locomotives]. Vestnik Nauchno-issledovatel'skogo i konstruktorskotekhnologicheskogo instituta podvizhnogo sostava (Vestnik VNIKTI) = Bulletin of the Research and Design and Technology Institute of Rolling Stock. 2015;(97):81-87. (In Russ.).Грачёв В. В., Грищенко А. В., Базилевский Ф. Ю. О достоверности прямых способов оперативного контроля энергоэффективности тепловозов в эксплуатации // Вестник института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2018. № 2. С. 40–48.Grachev V. V., Grishchenko A. V., Bazilevskiy F. Yu. O dostovernosti pryamykh sposobov operativnogo kontrolya energoeffektivnosti teplovozov v ekspluatatsii [On the reliability of direct methods of operational control of the energy efficiency of diesel locomotives in operation]. Vestnik instituta problem estestvennykh monopoliy: Tekhnika zheleznykh dorog = Bulletin of the Institute for Problems of Natural Monopolies: Railway Engineering. 2018;(2):40-48. (In Russ.).Дополнительные показатели использования маневровых локомотивов / В. В. Костенко [и др.] // Транспорт Российской Федерации. 2018. № 2. С. 33–37.Kostenko V. V., Sugorovskiy A. V., Khomich D. I. et al. Dopolnitel'nye pokazateli ispol'zovaniya manevrovykh lokomotivov [Additional indicators of the use of shunting locomotives]. Transport Rossiyskoy Federatsii = Transport of the Russian Federation. 2018;(2):33-37. (In Russ.).Анисимов А. С., Минаков В. А., Носков В. О. Оценка влияния работы тепловоза на холостом ходу на износ деталей дизеля // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2022. № 1. С. 40–45. https://doi.org/10.20291/2079-0392-2022-1-40-45.Anisimov A. S., Minakov V. A., Noskov V. O. Otsenka vliyaniya raboty teplovoza na kholostom khodu na iznos detaley dizelya [Evaluation of the impact of locomotive idling on the wear of diesel parts]. Vestnik Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta putey soobshcheniya = Herald of the Ural State University of Railway Transport. 2022;(1):40-45. https://doi.org/10.20291/2079-0392-2022-1-40-45. (In Russ.).Тару т а В. Ф., Чулков А. В., Милютина Л. В. Технология контроля уровня мощности для настройки дизель-генераторной установки маневрового тепловоза с учетом условий эксплуатации // Известия Транссиба. 2018. № 1. С. 109–117.Taruta V. F., Chulkov A. V., Milyutina L. V. Tekhnologiya kontrolya urovnya moshchnosti dlya nastroyki dizel'-generatornoy ustanovki manevrovogo teplovoza s uchetom usloviy ekspluatatsii [Technology for controlling the power level for setting up a diesel generator set of a shunting diesel locomotive, taking into account operating conditions]. Izvestiya Transsiba = Journal of Transsib Railway Studies. 2018;(1):109-117. (In Russ.).Свечников А. А. Снижение удельного расхода топлива маневровыми тепловозами путем оптимизации параметров дизельной установки // Вестник транспорта Поволжья. 2021. № 3. С. 68–73.Svechnikov A. A. Snizhenie udel'nogo raskhoda topliva manevrovymi teplovozami putem optimizatsii parametrov dizel'noy ustanovki [Reducing the specific fuel consumption of shunting diesel locomotives by optimizing the parameters of a diesel plant]. Vestnik transporta Povolzh'ya = Bulletin of Transport of the Volga Region. 2021;(3):68-73. (In Russ.).Лямин В. А., Шкарин В. Н. Оценка технического уровня маневрового тепловоза // Совершенствование маневровых тепловозов, их ремонта и эксплуатации: сб. науч. тр. / Всесоюз. науч.- исслед. ин-т ж.-д. транспорта; под ред. Л. С. Назарова. М.: Транспорт, 1985. С. 68–72.Lyamin V. A., Shkarin V. N. Otsenka tekhnicheskogo urovnya manevrovogo teplovoza [Assessment of the technical level of a shunting diesel locomotive]. Sovershenstvovanie manevrovykh teplovozov, ikh remonta i ekspluatatsii [Improvement of shunting diesel locomotives, their repair and operation]. Procs. of All-Union Railway Research Institute. Moscow: Transport Publ.; 1985. P. 68–72. (In Russ.).Секерин Е. В. Эффективный путь экономии топлива на маневровой работе // Электрическая и тепловозная тяга. 1971. № 7. С. 18.Sekerin E. V. Effektivnyy put' ekonomii topliva na manevrovoy rabote [An effective way to save fuel on shunting work]. Elektricheskaya i teplovoznaya tyaga = Electric and diesel traction. 1971;(7):18. (In Russ.).Исследование и анализ условий эксплуатации и расхода топлива тепловозами в маневровом движении / А. К. Белоглазов [и др.] // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: материалы Третьей Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием (Омск, 10–11 ноября 2016 г.) / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск: ОмГУПС, 2016. С. 48–52.Beloglazov A. K., Molchanov V. V., Noskov V. O., Chulkov A. V. Issledovanie i analiz usloviy ekspluatatsii i raskhoda topliva teplovozami v manevrovom dvizhenii [Research and analysis of operating conditions and fuel consumption of diesel locomotives in shunting]. Ekspluatatsionnaya nadezhnost' lokomotivnogo parka i povyshenie effektivnosti tyagi poezdov [Operational reliability of the locomotive fleet and improving the efficiency of train traction]. Procs. of 3rd All-Russian sci.-tech. conf. with international participation (Omsk, November 10–11, 2016). Omsk: OmGUPS Publ.; 2016. P. 48–52. (In Russ.).Патент № 2266529 Российская Федерация, МПК G01M 15/00, G01F 9/00. Способ контроля технического состояния силовой установки транспортного средства: № 2004102584/28: заявл. 29.01.2004: опубл. 20.12.2005 / Мугинштейн Л. А. [и др.]. 12 с.Muginshteyn L. A., Molchanov A. I., Povarkov I. L., Popov K. M. Patent No. 2266529 Russian Federation, MPK G01M 15/00, G01F 9/00. Sposob kontrolya tekhnicheskogo sostoyaniya silovoy ustanovki transportnogo sredstva [The method of monitoring the technical condition of the power plant of the vehicle]: No. 2004102584/28: appl. 29.01.2004: publ. 20.12.2005. 12 p. (In Russ.).Влияние переходных процессов дизель-генераторной установки тепловоза 2ТЭ116У на его эксплуатационные показатели / В. В. Грачёв [и др.] // Локомотивы. XXI век: сб. материалов Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 110-летию со дня рождения д-ра техн. наук, профессора Е. Я. Гаккель (Санкт-Петербург, 15–16 октября 2013 г.) / Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I, ОАО «Российские железные дороги». СПб.: ПГУПС, 2013. С. 146–147.Grachev V. V., Kurilkin D. N., Kim S. I., Sergeev S. V. Vliyanie perekhodnykh protsessov dizel'-generatornoy ustanovki teplovoza 2TE116U na ego ekspluatatsionnye pokazateli [Influence of transient processes of the diesel generator set of the diesel locomotive 2TE116U on its performance]. Lokomotivy. XXI vek [Locomotives. XXI century]. Procs. of the Int. sci.-tech. conf. dedicated to the 110th Anniversary of the birth of Dr. of Engineering Sciences, Professor E. Ya. Gakkel (St. Petersburg, October 15–16, 2013). St. Petersburg State University of Communications, Russian Railways. St. Petersburg: PGUPS Publ.; 2013. P. 146–147. (In Russ.).Швайншт ейн Б. С., Майоров Э. Г., Шала ев С. С. Тепловозы ЧМЭ3 и ЧМЭ2. М.: Транспорт, 1975. 376 с.Shvaynshteyn B. S., Mayorov E. G., Shalaev S. S. Teplovozy ChME3 i ChME2 [Diesel locomotives ChME3 and ChME2]. Moscow: Transport Publ.; 1975. 376 p. (In Russ.).Патент № 2591556 Российская Федерация, МПК G01M 17/08, B61C 5/00. Способ контроля технического состояния силовой установки железнодорожного транспортного средства: № 2015115795/11: заявл. 28.04.2015: опубл. 20.07.2016 / Бабков Ю. В. [и др.]. 11 с.Babkov Yu. V., Belova E. E., Klimenko Yu. I. et al. Patent No. 2591556 Russian Federation, MPK G01M 17/08, B61C 5/00. Sposob kontrolya tekhnicheskogo sostoyaniya silovoy ustanovki zheleznodorozhnogo transportnogo sredstva [Method for monitoring the technical condition of the power plant of a railway vehicle]: No. 2015115795/11: appl. 28.04.2015: publ. 20.07.2016. 11 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.