Вероятность прогноза температур рельсов

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
(РУТ(МИИТ))
Институт пути строительства и сооружений (ИПСС)
Кафедра: «Путь и путевое хозяйство»
Презентация к дипломному проекту на тему:
«Вероятность прогноза температур рельсов»
Выполнила: студентка гр. СТП-521 Грибкова А.М.
Основной консультант: ст.пр. Журавлев А.С.

2.

Температурные интервалы закрепления
рельсовых плетей
t
ºС
40
30
Допускаемое
повышение
20
температуры
рельса
относительно
10
нейтральной по
условию
0
устойчивости
-10
-20
-30
-40
t
t
у
опт
max max p
Оптимальный
температурный интервал
з
t
расч
T
з
t
р
A
Допускаемое
понижение
температуры
рельса
относительно
нейтральной по
условию
прочности
подошвы рельса
t
min min p

3.

Основные направления прогнозирования
температур рельсов
Метеопрогноз
Вероятностностатистические
методы
прогнозирования
Нейронные сети
Математическая
модель нагрева
и охлаждения
рельсов

4.

Функция плотности распределения случайной величины
Математическое
ожидание
Плотность распределения
p( x)
1
e
S 2
( t t ) 2
2S 2
Среднеквадратическое
отклонение
Температура, °С

5.

Температура воздуха
Температура рельса
tв
tр
Sв
Sр
> 100 лет
< 10 лет или такие
замеры совсем не
велись

6.

Определение температуры рельса
t р t в t р в
Солнечная
радиация и
облачность
Время года и
час суток
Подвижность
воздуха
Ориентация
рельса
относительно
сторон света

7.

Значение разницы температуры рельса и воздуха в
зависимости от географического положения
12
Для северных
регионов
Температура, °С
10
8
6
4
Для южных
регионов
2
0
0
40
80
120
160
Дни года
200
240
280
320
360

8.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
ТЫНДА
МОСКВА
КОМСОМОЛЬСКНА-АМУРЕ
АШХАБАД

9.

График изменения СКО температур
рельса и воздуха для Москвы
12
Температура, ℃
10
H
8
6
Sр
Sр
Sв
4
Sв
2
0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

10.

График изменения передаточной функции для Москвы
3,0
H
2,5
Sр
Sв
Н
2,0
1,5
1,0
2 (n 92,4)
H (n) 0,68sin
1,42
365
0,5
0,0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

11.

Графики изменения передаточной функции в
годичном цикле для регионов
2,5
2,0
Петербург
Москва
Комсомольск
Ашхабад
Н
1,5
1,0
0,5
0,0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

12.

Передаточная функция
2 (n B)
H (n) A sin
C
365
Регион
Широта
А
В
С
Ашхабад
37,95
0,2629
14,1
1,511
Комсомольск
50,55
0,6169
87,56
1,302
Москва
55,75
0,6776
92,4
1,423
Петербург
59,94
0,7011
109,1
1,493

13.

График изменения коэффициента А в
зависимости от географической широты
1
0,8
А
0,6
0,4
0,2
A( N ) 0,0208 N 0,4958
0
35
40
45
50
55
Географическая широта
60
65

14.

График изменения коэффициента В в
зависимости от географической широты
120
100
В
80
60
40
B( N ) 4,3096 N 144,2
20
0
35
40
45
50
55
Географическая широта
60
65

15.

График изменения коэффициента С в
зависимости от географической широты
2
1,8
1,6
С
1,4
1,2
1
0,8
C 1,41
0,6
0,4
35
40
45
50
55
Географическая широта
60
65

16.

Температура рельса
Температура воздуха
tв
Sв
> 100 лет
t р t в t р в
S р Sв H
tр
Sр
< 10 лет или такие
замеры совсем не
велись

17.

График изменения среднеквадратического
отклонения температур воздуха для Иванова
8
7
Температура, ℃
6
5
4
3
2
1
0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

18.

Передаточная функция для Иваново
Иваново - 57°С.Ш.
A( N ) 0,0208 57 0,4958 0,69
B( N ) 4,3096 57 144,2 101,45
C 1,41
2 (n 101,45)
H ( N ) 0,69sin
1,41
365

19.

График изменения СКО температур рельса для Иванова
14
Температура, ℃
12
10
8
6
4
2
0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

20.

Совместный график изменения СКО температур рельса,
полученный по выведенной зависимости и экспериментально
16
14
Температура, ̊ С
12
СКО рельса
теоретическая
10
8
СКО рельса
эксперимента
льная
6
4
k 0,7
2
0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

21.

Вероятность появления температур рельсов в границах
температурного интервала tопт + 15°С и tопт - 25°С
в различные дни года для г. Иваново
1,2
Температура
закрепления рельсов
25℃
Вероятность
1,0
0,8
Температура
закрепления рельсов
30℃
0,6
Температура
закрепления рельсов
35℃
0,4
0,2
0,0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

22.

Рациональные периоды выполнения работ по
обслуживанию бесстыкового пути для г. Иваново
1,2
Вероятность
1,0
Температура
закрепления рельсов
30℃
0,8
0,6
Период с 20 апреля
по 10 сентября
0,4
0,2
0,0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

23.

Передаточная функция для станции Тында
Тында - 55,16 С. Ш.
A 0,0208 55,16 0,4958 0,652
B 4,3096 55,16 144,2 93,03
С 1,41
2 (n 93,03)
H ( N ) 0,652sin
1,41
365

24.

График изменения СКО температур рельса
и воздуха для Тынды
12
Sр
Температура, ℃
10
8
6
4
2
Sв
0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

25.

График изменения средней температуры рельса
и воздуха в годичном цикле для станции Тында
40
tр
Температура, ℃
30
20
10
tв
0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360

26.

Вероятностная температура рельса и
ее повторяемость
t
вер
max р
Нормирующий
множитель ф
2,5
2,33
2,05
1,75
1,64
1,28
0,84
t max р ф S
Период
Уровень
вероятности Ф
повторяемости T лет
0,994
0,99
0,98
0,96
0,95
0,9
0,8
167
100
50
25
20
10
5

27.

График повторяемости событий с определенным
уровнем вероятности для станции Тында
60
Температура, ℃
50
40
5 лет
10 лет
50 лет
167 лет
30
20
10
0
0
40
80
120
160
200
Дни года
240
280
320
360