Model predictive control of heavy haul trains

• Autor(a) principal: Neves, Carolina Calvo Pose Santos
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/9488
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Engenharia elétrica; Transporte ferroviário; Controle preditivo baseado em modelo

Nas operações ferroviárias, atualmente há um padrão de condução personalizado para cada combinação de trem e rota. Esse plano guia os maquinistas em termos de uma direção que seja pontual e energeticamente eficiente. No entanto, os esforços elevados nos acopladores desses trens ainda provocam acidentes e problemas de descarrilhamentos, atrasando a cadeia logística e elevando os custos operacionais. Esta dissertação de mestrado descreve uma proposta de modelagem, simulação e controle de trens de carga baseada em dados reais para lidar com esse desafio. De fato, este trabalho propõe um modelo preditivo baseado em modelo para a condução automática dos trens, levando em consideração uma minimização multiobjetivo ponderada a fim de reduzir as forças nos engates e garantir uma operação mais segura, sem que isso se traduza em relevante gasto de combustível ou aumento de tempo de viagem considerável. A técnica de janela móvel é adotada para a predição do comportamento dinâmico do sistema, incluindo as forças de conexão dos vagões decorrentes do efeito conjunto do relevo da rota e dos esforços de tração e de freio aplicados ao trem. Um simulador do comportamento dinâmico de trens de carga é sugerido a partir do modelo não linear apresentado e as simulações numéricas ilustram a efetividade do esquema considerado para reduzir as forças nos acopladores. A metodologia é aplicada a um trem real simulado nos trilhos da Ferrovia do Aço que corta os estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo.