THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ CỦA NCS. VŨ VĂN HIỆP

THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Tên luận án: Xác định nhu cầu sức kéo cho đường sắt Quốc gia Việt Nam giai đoạn năm 2021 đến năm 2030.

Ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực

Mã số: 9520116

Nghiên cứu sinh: Vũ Văn Hiệp

Họ và tên cán bộ hướng dẫn:

GS.TS. Đỗ Đức Tuấn, Trường Đại học Giao thông vận tải

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Giao thông vận tải

TÓM TẮT ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

1. Luận án đã hệ thống hoá và làm rõ những vấn đề lý luận về cơ sở tính toán sức kéo, lý thuyết về nghiệp vụ đầu máy - toa xe, từ đó đã thiết lập được 4 mô hình tổng quát xác định nhu cầu sức kéo đầu máy trong ngành đường sắt nói chung và ứng dụng cho đường sắt Quốc gia nói riêng một cách tương đối đầy đủ, toàn diện và thống nhất.

Các mô hình tính toán bao gồm:

Mô hình 1 (MH1): Xác định nhu cầu sức kéo theo khối lượng vận chuyển (KLVC) và quãng đường chạy trung bình ngày đêm của đầu máy kéo tàu trên chính tuyến.

Mô hình 1 (MH2): Xác định nhu cầu sức kéo theo khối lượng vận chuyển (KLVC) và hệ số quay vòng đầu máy thông qua tốc độ kỹ thuật và thời gian đầu máy dừng ở đoạn và trạm.

Mô hình 3A (MH3A): Xác định nhu cầu sức kéo theo khối lượng luân chuyển (KLLC), sản lượng trung bình ngày đêm của đầu máy kéo tàu trên chính tuyến và khối lượng dồn.

Mô hình 3B (MH3B): Xác định nhu cầu sức kéo theo khối lượng luân chuyển (KLLC), sản lượng trung bình ngày đêm của đầu máy kéo tàu trên chính tuyến và tỷ lệ quãng đường chạy cảu đầu máy phụ trợ so với quãng đường chạy của đầu máy kéo tàu trên chính tuyến.

2. Từ các mô hình tổng quát đã thiết lập, bằng ngôn ngữ lập trình Matlab, đã xây dựng được Phần mềm tính toán khá đầy đủ, toàn diện, thống nhất với nhiều chức năng và 7 mô đun cơ bản: tính toán xác định và kiểm nghiệm khối lượng đoàn tàu, tính toán xác định số đôi tàu trên tuyến, tính toán số lượng đầu máy vận dụng theo 4 mô hình khác nhau, tính toán số lượng đầu máy vận dụng theo 4 mô hình phương pháp khác nhau, tính toán số lượng đầu máy ở các cấp BDSC và tổng số đầu máy cho từng tuyến và trên toàn mạng lưới đường sắt quốc gia.

Phần mềm có ngân hàng đầy đủ về thông số kỹ thuật đầu máy, toa xe đang sử dụng trong ngành ĐSVN, cho phép toán với các phương án thông số đầu vào hết sức đa dạng một cách nhanh chóng, thuận lợi và linh hoạt; cho phép lưu trữ kết quả tính toán một cách đầy đủ dưới dạng Excel.

Phần mềm có giao diện thuần Việt, thân thiện, dễ sử dụng, phù hợp với mục đích và nội dung nghiên cứu, được đóng gói một cách hoàn chỉnh.

Cho đến nay, đây là Phần mềm duy nhất được thực hiện cho việc xác định nhu cầu sức kéo cho đường sắt quốc gia Việt Nam, đồng thời cũng là một đóng góp mới của Luận án.

3. Đã tổng hợp, hệ thống hóa và phân tích các số liệu dự báo về khối lượng vận chuyển (KLVC) và khối lượng luân chuyển (KLLC) hành khách và hàng hóa từ nhiều nguồn khác nhau cho các tuyến đường sắt quốc gia Việt Nam, từ đó lựa chọn được các thông số đầu vào loại 1 cho quá trình tính toán.

4. Trên cơ sở cập nhật và xử lý các số liệu về kết cấu hạ tầng đường sắt, về phương tiện đầu máy, toa xe; quá trình vận dụng đầu máy, toa xe và các số liệu có liên quan khác, luận án đã phân tích đánh giá đúng thực trạng về cơ sở vật chất kỹ thuật liên quan trực tiếp đến sức kéo của ngành đường sắt Quốc gia Việt Nam.

Đã tổng hợp, xử lý và phân tích số liệu thống kê về các chỉ tiêu khai thác trong ngành ĐSVN bao gồm khối lượng vận chuyển (KLVC), khối lượng luân chuyển (KLLC), và các chỉ tiêu quan trọng là quãng đường chạy, sản lượng trung bình ngày đêm, tốc độ khu đoạn, thời gian dừng của đầu máy ở đoạn và trạm trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 năm gần đây, từ đó đã lựa chọn được các thông số đầu vào loại 2 cho quá trình tính toán cầu sức kéo trong giai đoạn 2021 đến 2030, có xét tới mức độ cải thiện của các chỉ tiêu đó tương ứng là 10%, 20%, 25% và 30% .

5. Từ hệ thống dữ liệu rất lớn đã thu thập, tổng hợp và phân tích, Luận án đề xuất xác định nhu cầu sức kéo cho đường sắt Quốc gia Việt Nam trong giai đoạn năm 2021 đến năm 2030 gồm 12 tổ hợp cơ sở với 48 phương án tính toán cho tuyến Hà Nội - Sài Gòn và 16 tổ hợp cơ sở với 64 phương án tính toán cho toàn mạng lưới đường sắt quốc gia Việt Nam. Các phương án tính toán được thiết lập theo một định dạng thống nhất cho từng mô hình tính, giúp cho việc nhập số liệu đầu vào với nhiều tham số được nhanh chóng, thuận tiện và chính xác.

6. Đã xác định được số lượng đầu máy theo các tổ hợp cơ sở và các phương án theo các mô hình đã nêu. Kết quả tính toán có sự khác biệt đáng kể tùy thuộc vào thông số đầu vào loại 1, thông số đầu vào loại 2 và các mô hình tính toán.

Mặc dù vậy, kết quả tính toán cho phép hình dung một cách tổng quát về nhu cầu sức kéo trong giai đoạn dự báo và phạm vi biến động của nó tùy thuộc vào các phương án tính toán ở các mức tối thiểu và tối đa. Với cùng một tổ hợp thông số đầu vào loại 1, kết quả tính toán theo mô hình MH2 luôn cho kết quả là nhỏ nhất. Chẳng hạn, đối với tổ hợp VN.S1 số lượng đầu máy tối thiểu cần có ở năm 2030 là 242 đầu máy với tổng công suất khoảng 445.000 mã lực; đối với tổ hợp VN.S3 số lượng đầu máy tối thiểu cần có ở năm 2030 là 254 đầu máy với tổng công suất khoảng 460.000 mã lực.

7. Kết quả tính toán nhu cầu sức kéo góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng đầu máy nói riêng và nâng cao hiệu quả khai thác của ngành đường sắt nói chung, là cơ sơ cho ngành ĐSVN nâng cấp các tuyến đường sắt hiện hữu, chủ động trong việc lập kế hoạch đầu tư mua sắm phương tiện đầu máy, trang thiết bị cũng như cơ sở vật chất cho công tác bảo dưỡng sửa chữa đầu máy trong tương lai.

8. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học, có thể ứng dụng cho ngành ĐSVN trong công tác dự báo nhu cầu sức kéo, là tiền đề cho việc chuyển giao công nghệ khi điều kiện cho phép.

INFORMATION OF THE NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS

Name of dissertation: Determination of traction power demand for Vietnam National Railways in the period of 2021 to 2030

Major: Dynamic Mechanical Engineering

Code No: 9520116

Name of PhD. Student: Vu Van Hiep

Name of Supervisors: Prof. Dr. Do Duc Tuan

Training Institution: University of Transport and Communication

SUMMARY OF THE NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS

1. The thesis has systematized and clarified the theoretical issues on the basis of calculating the traction force, the theory of rolling stock operation, thereby establishing 4 general models to determine the demand for traction power of locomotives in the railway industry in general and applications for national railways in particular are relatively complete, comprehensive and unified.

Computational models include:

Model 1: Determine the demand for traction power according to the volume of transport and the average distance of day and night of the locomotive on the main route.

Model 2: Determination of traction power demand with respect to transport volume and locomotive turnover coefficient through technical speed and locomotive dwell time at section and station.

Model 3A: Determine the demand for traction by the volume of rotation, the average daily and nighttime output of the locomotive on the mainline, and the accumulated volume

Model 3B: Determine the demand for traction power according to the volume of rotation, the average daily output of the locomotive on the mainline, and the ratio of the running distance of the auxiliary locomotive to the running distance of the locomotive ships on the mainline.

2. From the established general models, in Matlab programming language, a fairly complete, comprehensive, and unified calculation software has been built with many functions and 7 basic modules: exact calculation Determining and testing the volume of trains, calculating and determining the number of pairs of trains on the route, calculating the number of locomotives used by 4 different models, calculating the number of locomotives using 4 different models and methods, calculate the number of locomotives at the maintenance and repair levels and the total number of locomotives for each line and for the whole national railway network.

The software has a full bank of technical specifications of locomotives and rolling stock in use in the VNR industry, allowing calculations with various input parameter options quickly, conveniently, and flexibly; allows storing calculation results fully in Excel format.

The software has a pure Vietnamese interface, is friendly, easy to use, suitable for the purpose and content of the research, is fully packaged.

Up to now, this is the only software made for determining the traction demand for Vietnam's national railway and is also a new contribution of the Thesis.

3. The thesis has synthesized, systematized, and analyzed forecasted data on transport volume and volume of passenger and cargo movement from various sources for Vietnam national railway lines, from which selects the input parameters of type 1 for the calculation process.

4. On the basis of updating and processing data on railway infrastructure and rolling stock vehicles; the process of using rolling stock and other relevant data, the thesis has properly analyzed and evaluated the actual situation of technical facilities directly related to the traction capacity of the Vietnam National Railways industry.

Compiled, processed, and analyzed statistical data on exploitation indicators in the VNR industry including transport volume, the volume of traffic, and important indicators such as running distance, average daily output. night, section speed, stopping time of locomotive at section and station in the last 5 to 10 years, from which input parameters of type 2 were selected for the calculation of traction bridge in the period 2021 to 2030, taking into account that the improvement of those indicators is 10%, 20%, 25%, and 30% respectively.

5. From the very large data system collected, synthesized, and analyzed, the thesis proposes to determine the traction power demand for Vietnam's national railway in the period from 2021 to 2030, including 12 basic combinations. with 48 calculation options for the Hanoi - Saigon route and 16 basic combinations with 64 calculation options for the entire national railway network of Vietnam. Calculation plans are set up in a unified format for each calculation model, making it quick, convenient, and accurate to enter input data with many parameters.

6. The thesis has determined the number of locomotives according to the basic combinations and the options according to the models mentioned above. Calculation results differ significantly depending on input parameters type 1, input parameters type 2, and calculation models.

However, the calculation results allow a general visualization of the traction demand during the forecast period and its fluctuation range depending on the calculation options at the minimum and maximum levels. With the same combination of input parameters type 1, the calculation results according to model 2 always give the smallest result. For example, for the VN.S1 complex, the minimum number of locomotives required in 2030 is 242 locomotives with a total capacity of about 445,000 horsepower; for the VN.S3 complex, the minimum number of locomotives required in 2030 is 254 locomotives with a total capacity of about 460,000 horsepower.

7. The results of the calculation of traction demand contribute to improving the efficiency of locomotive use in particular and improving the exploitation efficiency of the railway industry in general, and is the basis for the VNR industry to upgrade existing railway lines, taking the initiative in planning investment and procurement of locomotive vehicles, equipment as well as facilities for the maintenance and repair of locomotives in the future.

8. Research results are useful references for training and scientific research, which can be applied to the VNR industry in forecasting traction demand, as a premise for technology transfer when conditions permit.