مقاله در مورد بهینه سازی مصرف انرژی در برق مترو

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد بهینه سازی مصرف انرژی در برق مترو دارای ۳۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد بهینه سازی مصرف انرژی در برق مترو  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد بهینه سازی مصرف انرژی در برق مترو،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله در مورد بهینه سازی مصرف انرژی در برق مترو :

بهینه سازی مصرف انرژی در برق مترو

فصل اول
اصول کنترل اتوماتیک قطار
(Automatic Train Control Principles)

۱-۱- سیستم علامت دهی (Signalling)
مهمترین رکن و هدف سیستم راه آهن شهری هدایت قطار و کنترل آن به طور ایمن و صحیح است.سیستمی که این وظیفه را بر عهده دارد به سیستم علامت دهی موسوم است.
سیستم علامت دهی کلاً در خدمت سیستم کنترل خودکار و قطار برای مسیرهای رفت و برگشت در جهت هر مسیر می باشد بنحوی که تمامی احتیاطهای لازم از نظر مسائل ایمنی به طور کامل در بر گرفته شود و انتقال مسافرین با سهولت و آسایش همراه باشد.سیستم خودکار قطار

بایستی به طریقی عمل نماید تا حداکثر سرعت مورد نظر را مثلاً ۱۶۰ کیلومتر در ساعت بتواند به طور مطلوب ممکن ساخته و رعایت فواصل ایمنی لازم بین قطارهای موجود در خط را در حالات مختلف تأمین نماید.جهت طرح ریزی کلی سیستم علامت دهی رعایت اصول ذیل الزامی است.
۱- تأمین موارد ایمنی حرکت به میزان صد در صد با بهره گیری از پدیده اتوماسیون بمنظور تضعیف احتمال بروز خطای انسانی
۲- در نظر گرفتن نقاط ضعف و بهینه کردن سیستم و چگونگی بهره برداری از خط
۳- میزان انعطاف پذیری و انطباق در هنگام بروز اغتشاش
۴- امکان گسترش و امتداد خط

البته ورود عواملی نظیر سرعت بالای حرکت،حجم نسبتاً چشم گیر جابجایی مسافر در طول مسیر و نیز امکان استفاده از دو نوع قطار در سرویس روزانه (قطار عادی و اکسپرس)،سیستم علامت دهی و هدایت را بیش از پیش بسوی اتوماسیون متمایل می نماید.در هر حال سیستمهای کنونی دنیا در جهت هر چه کمتر نمودن دخالتهای انسانی در برنامه های عادی بوده و این وظایف عمدتاً به عهده کامپیوتر گذاشته می شوند.در بعضی از این سیستمها حتی در هنگام بروز اغتشاش نیز کامپیوتر راه حلهای مناسب را انتخاب و بکار می گیرد و دخالت اپراتور مرکز به عنوان مثال محدود به تصمیم گیریهای بسیار خاص و غیر قابل پیش بینی می گردد.لذا با عنایت به مطالب فوق وظایف سیستم علامت دهی و هدایت را می توان به سه بخش زیر تقسیم بندی نمود :

۱- عملکرد خودکار قطار (Automatic Train Operation , ATO)
۲- نظارت خودکار قطار (Automatic Train Supervision , ATS)
۳- حفاظت خودکار قطار (Automatic Train Protecion , ATP)

در زیر نظری اجمالی به این سه گروه انداخته و در ادامه به تفصیل، آن را مورد بررسی قرار خواهیم داد :
عملکرد خودکار قطار (ATO) :
وظایف تجهیزات عملکرد خودکار قطار اجمالاً عبارتند از :
– دریافت و ارزشیابی تلگرامهای ارسالی از تجهیزات کنار خط
– پذیرش اطلاعات مربوط به سیستم حفاظت خودکار
– شروع عملکرد خودکار از هر ایستگاه به ایستگاه بعدی
– کنترل نیروی رانش و ترمز و همچنین ترمز در نقطه هدف
– تشخیص نقطه شروع هر بلوک و یا کابل القایی
– ارسال اطلاعات عملکرد خودکار به تجهیزات نمایش علائم داخل کابین
نظارت خودکار قطار (ATS) :
وظایف تجهیزات نظارت خودکار قطار عبارتند از :

– ارسال اطلاعات قطار به مرکز کنترل ترافیک
– تقلیل وظایف مرکز کنترل ترافیک بواسطه بهره گیری از تجهیزات محلی
– ضبط اطلاعات مربوط به عملیات
حفاظت خودکار قطار (ATP) :
وظایف عمده سیستم حفاظت خودکار قطار عبارتند از :
– نظارت و نمایش سرعت مجاز و نیز تغییرات سرعت

– اعمال ترمز اضطراری در صورت ازدیاد سرعت
– صدور اجازه آغاز عملیات حرکت
– رعایت فاصله زمانی ایمنی بین دو قطار
سیستم کنترل خودکار قطار (ATC) به طور کلی شامل وسایل و دستگاههایی است که بخشی از آنها در داخل کابین هدایت قطار قرار گرفته و بخشی دیگر در مرکز کنترل،ایستگاهها و نیز در محلهائی مشخص در طول مسیر واقع می باشند که با خط مرتبط هستند.

۱-۲- حفاظت خودکار قطار (ATP)
اصل اساسی در سیستمهای هدایت قطار اطمینان از ایمنی حرکت و مسافرین می باشد.این اصل در هدایت خودکار یا دستی نظارت شده رعایت می شود.به عبارت دیگر کلیه سیستمهای هدایت حمل و نقل شهری مجهز به زیر سیستم ATP می باشند.این زیر سیستم در شرایط نرمال حرکتی عمل نمی نماید یعنی عملیات هدایت بصورت خودکار یا توسط راننده انجام شده و ضرورتی برای صدور فرمانهای ATP وجود ندارد.وظایف این زیر سیستم برقراری حفاظت در مقابل برخورد قطارهای متوالی،برخورد قطار د ر انشعابات و حفاظت قطار در برابر افزایش سرعت است.فرمانهای ATP روی ترمز اضطراری عمل کرده و قطار را کاملاً متوقف می نماید.این زیر سیستم به انضمام کلیه تجهیزات آن می باید ایمن از خطا ( fail – safe) باشد.

۱-۲-۱- ایمنی در برابر برخورد قطارهای متوالی

در سیستمهای بلوک ثابت از تقسیم خط به بلوکهای معین استفاده می شود.در سیستمهای بلوک متحرک محل قطار جلوئی به قطار عقبی ارسال میشود. روشهای مختلفی برای برقراری ایمنی وجود دارد.
۱- روش قدیم تر و معمول تر آنست که وقتی قطاری در یک بلوک واقع شود به بلوکهای قبل فرمان توقف داده می شود و قطارهای بعدی طوری متوقف می شوند که فاصله حفاظتی با بلوک اشغال شده حفظ گردد. فاصله حفاظتی با در نظر گرفتن خطاهای مجاز سیستم کنترل محاسبه میگردد.در صورتی که قطاری وارد این منطقه شود به وسیله AT P متوقف خواهد شد.فاصله حفاظتی در واقع تکمیل کننده سیستم هدایت بوده و ایمنی حرکت را بطور کامل حفظ می نماید.در این روش فرمانها به صورت فرکانسهای معین در محدوده فرکانسهای صوتی از طریق ریل و به صورت القا به قطار منتقل می شود.
۲- روش دیگر ارسال محل قطار جلوئی یا بلوک اشغال شده بوسیله تلگرام به قطار بعدی است.در این حالت پردازشگر داخل قطار با کمک گرفتن از مشخصات شیب خط،طول و سایر اطلاعات لازم محاسبات مربوط به فاصله ترمزی را انجام داده و در صورتی که قطار به فاصله حفاظتی وارد شود ،ATP با ترمز اضطراری ،قطار را متوقف خواهد نمود.
فاصله حفاظتی فاصله بین نقطه توقف قطار تا بلوک اشغال شده ( یا محل قطار) می باشد.با این روش فرمانها از طریق ریل و با فرکانس حامل صوتی و یا از طریق کابل مجزا و با فرکانس حامل حوالی ۳۰ تا ۷۰ کیلو هرتز به قطار ارسال می شود.

۱-۲-۲- ایمنی حرکت در انشعابات
انتخاب مسیر در انشعابات به عهده سیستم اینترلاکینگ می باشد.وقتی مسیری برقرار شد علائم مناسب برای اجازه یا ممنوعیت عبور توسط سیستم اینترلاکینگ مشخص می شود.این علائم مانند آنچه در قسمت الف ذکر شد از طریق بلوکها و بصورت فرکانسهای خاص و یا از طریق تلگرامهایی به قطار مخابره می شود.در این حالت نیز مشابه حالت قبل ورود قطار به منطقه حفاظت شده عملکرد ترمز اضطراری را به دنبال خواهد داشت.

۱-۲-۳- ایمنی در برابر افزایش سرعت
سرعت مجاز حرکت قطار در هر منطقه و محل معین بوده و توسط تجهیزات کنار خط به قطار داده می شود.با کمک گرفتن از تجهیزاتی که برای اند ازه گیری سرعت در قطار وجود دارد سرعت حقیقی مشخص شده و با سرعت مجاز مقایسه می گردد.در صورتی که این سرعت به مقدار معینی از سرعت مجاز افزایش یابد سیستم حفاظتی قطار را با ترمز اضطراری متوقف خواهد ساخت.اندازه گیری سرعت عموماً با استفاده از تعداد دور چرخ انجام می گیرد.
در ارسال سرعت محاز به قطار از روشهای زیر استفاده می گردد.

۱- ارسال یک سرعت مجاز برای هر بلوک توسط تجهیزات کناره راه
۲- ارسال سر عت مجاز در هر نقطه بوسیله کابل کهم در طو ل خط نصب شده است.(بیشتر در بلوک متحرک استفاده می شود)
۳- محاسبه سرعت لحظه ای در پردازشگر داخل قطار بر مبنای تلگرافهای دریافت شده.

حفاظت خودکار قطار (ATP) بوسیله تجهیزاتی که به منظور حفاظت محدوده یک یا چند ایستگاه نصب می شود انجام می گیرد.وضعیتهای خطرناک که بوسیله مدارات راه ، تجهیزات اینترلاکینگ و برنامه حرکت تعیین می گردد به تجهیزات ATP فرمان می دهد .تجهیزات حفاظت خودکار دارای دو بخش میباشد : بخش اول، تجهیزات نصب شده در خط که از اطلاعات مدارات راه و تجهیزات اینترلاکینگ استفاده نموده و به کمک پردازشگر مربوطه اطلاعات مورد نیاز قطار (یا فرمانهای لازم به قطار)را تعیین و از طریق فرستنده های مربوطه به قطار ارسال می نماید.بخش دوم ،تجهیزات داخل قطار می باشد که شامل گیرنده های اطلاعات،آشکار کننده و پردازشگر اطلاعات خواهد بود.

۱-۳ عملکرد خودکار قطار (ATO)
استفاده از ATO به منظور کاهش کارهای تکراری راننده،حذف نقش کلیدی وی در هدایت و تطابق بیشتر حرکت قطار با موارد طراحی شده می باشد.عدم استفاده از ATO نه ایمنی حرکت را دچار مخاطره خواهد نمود و نه در مقدار هدوی ( headway) تأثیر می گذارد.ولی به عنوان یک اصل پذیرفته شده و به منظور تطابق بیشتر تئوری با عمل در اکثر متروها از ATO استفاده می گردد.عملکرد خودکار قطار می تواند شامل موارد زیر باشد :
۱- باز و بسته کردن دربهای قطار
۲- عزیمت از ایستگاه
۳- هدایت در طول خط مطابق سرعتهای ارسال شده
۴- توقف دقیق در ایستگاه بعدی
۵- ترمز به منظور حفظ فاصله حفاظتی از قطار جلوئی

۶- مانور قطار در انشعابات خط و ترمینالها
۷- کنترل هدایت در حالت اغتشاش به منظور رسیدن به نظم عادی
۸- کنترل هدایت به منظور صرفه جوئی در انرژی مصرفی
۹- انتخاب دربهای سرویس در قطار

با توجه به ضرورت حضور راننده در قطار به منظور انجام وظیفه در مواقع اضطراری و به علاوه اجتناب از انتقال تصویر سکوها به مرکز کنترل،بستن دربها و عزیمت از ایستگاه در اختیار راننده قرار خواهد گرفت که پس از دریافت فرمان عزیمت از مرکز کنترل انجام گیرد.به علاوه انتخاب دربهای سرویس با توجه به شکل خط و ایستگاهها کار مداومی نبوده و ضرورتی به خودکار کردن آن نیست.
عملکرد خودکار قطار نیاز به تجهیزات مناسب در خط و قطار دارد.تجهیزات لازم جهت عملکرد خودکار (ATO) در اساس مشابه تجهیزات مربوط به حفاظت خودکار (ATP) می باشند و فرمانهای مورد نیاز به صورت فرکانسهای مختلف یا تلگرامهای F S K به قطار ارسال می شود.منتها این تجهیزات خطا ناپذیر نیستند.فرمانهای مورد نیاز می تواند از طریق ریلهای حرکتی،کابلهای مجزای نصب شده در طول خط با حلقه های کوتاه نصب شده در نقاط مورد نظر ارسال گردد.ریلهای حرکتی از ایمنی بیشتری برخوردار هستند در حالیکه کابلهای نصب شده در طول خط قابلیت انتقال اطلاعات بیشتری را دارند.حلقه های کوتاه به طور معمول از هزینه کمتری برخوردار بوده و معمولاً به عنوان مکمل سیستم انتقال مورد استفاده قرار می گیرند.
تجهیزات خط ATO با توجه به اطلاعات دریافت شده از سیستم ATP و برنامه حرکت (توقف در ایستگاه ،عزیمت از ایستگاه ،صرفه جویی در مصرف انرژی ،حذف تأخیرات و باز شدن دربهای قطار)از طریق منطق مخصوص خود اطلاعات و یا فرمانهای مناسب را تهیه و به قطار ارسال می نماید.تجهیزات داخل قطار این اطلاعات را دریافت نموده و پس از آشکار سازی با توجه به اطلاعات دریافت شده از ATP فرمانهای لازم را به ترمز سرویس ،موتور ،درب و کابین راننده ارسال می نماید.
شکلهای ۱-۱ و ۱-۲ بلوک دیاگرام تجهیزات کنار خط و قطار را نشان می دهند.

۱-۴ طرق مختلف هدایت قطار
روش معمول هدایت قطار در خط بصورت خودکار ( ATO) است و دلایل آن توضیح داده شد و لی این روش هدایت به تنهایی برای حالات مختلف بهره برداری کافی نیست.در اغلب متروها یک روش هدایت دستی با نظارت علائم وجود دارد.بطور کلی هدایت قطار به سه صورت ۱- تمام اتوماتیک (ATO) 2- نیمه اتوماتیک یا هدایت از کابین به کمک علائم کنترلی ( cab signalling)
۴- کاملاً دستی انجام می گیرد.