Наукові основи енергозберігаючої технології експлуатації засобів міського транспорту

Розмірність моделі значно зменшується, якщо уніфікувати всі види й типи рухомих одиниць за ознакою енергоспоживання при однакових умовах руху та однаковій якості управління.

Обґрунтовано вибір з альтернативи - представлення енергоспоживання моделлю масового обслуговування або лінійною моделлю вхід - вихідних співвідношень. Модель масового обслуговування враховує імовірнісний характер руху і потребує знання середніх значень витрат енергії для різних типів рухомого складу по видах споживання на секціях системи електропостачання.

Завантаженості секцій системи електропостачання визначаються кількостями n_j рухомих одиниць, що одночасно перебувають на j=1,2,… секціях, імовірностями p_qj реалізації k_qj видів енергоспоживань (пуск із зупинки, повторний пуск, пуск після зниження швидкості), показниками інтенсивностей потоків енергоспоживань по видах з_q та середніми їх тривалостями ф_q:

За моделлю вхід - вихідних співвідношень витрати енергії Q_j,t на секції довжиною L_j визначаються обсягом транспортної роботи N_j,tL_j приведених одиниць та питомим, притаманним саме цій секції на даний відтинок часу, питомим енергоспоживанням e_j,t. Ця модель базується на твердженні щодо стаціонарності та ергодичності випадкового процесу енергоспоживання на даній секції протягом певного часу. Коефіцієнт е_j,t при відомих енергетичних властивостях конструкції рухомих одиниць та незмінному комплексі умов реалізації руху відіграє роль передаточної функції і може бути встановлений звичайними методами по даних витрат енергії на тягових підстанціях та звітних даних пробігу. Чинники Ц_jk з комплексу умов руху впливають на енергоспоживання як додатки з вагами р:

При однаковості результатів визначення експлуатаційного енергоспоживання за першою та другою моделями лінійна модель вхід - вихідних співвідношень має переваги як менш громіздка і як така, що не потребує подробиць реалізації енергоспоживання одиниць різних типів.

Другий розділ присвячено ролі динамічних процесів у тягових передачах та екіпажних частинах рухомих одиниць в контексті енергоспоживання. оскільки досі не розглядався цілий ряд явищ, які традиційно складають предмет динаміки рухомого складу, але можуть мати безпосередній вплив на опір рухові та витрати енергії. Хоча властивості рухомих одиниць при експлуатації є заданими, досі не досліджувався зв'язок показників конструкції екіпажної частини з витратами енергії на рух та питома вага динамічних процесів у основному опорі рухові для визначення напрямків удосконалення конструкції.

Так, перетворення електроенергії до механічної роботи супроводжується обумовленими динамікою тягової передачі механічними втратами при трансформації моменту на валу двигуна до сили на колесі; при вимушених коливаннях екіпажів та їх частин, як динамічних систем, відбувається розсіювання енергії коливань, що обумовлює періодичні зміни основного опору рухові і таким чином викликає додаткові витрати енергії. На трамвайних вагонах спостерігаються втрати енергії від релаксаційних автоколивань колісних центрів і ковзань бандажів на рейках; надлишкові ковзання коліс мають місце при звивистому русі та буксуванні.

Перетворення електроенергії до механічної роботи супроводжується обумовленими крутильними коливаннями в тяговій передачі механічними втратами при перетворенні моменту на валу двигуна до сили на колесі. В динамічній моделі тягового приводу як сукупності дискретних обертових мас J_ik, з'єднаних пружними, з урахуванням коефіцієнта поглинання енергії ш, ланками з кутовими жорсткостями c_ik, передача моменту_. від якоря до коліс та дія моментів від кінематичних збурень д_ik супроводжуються змінами кутів закручування ц, тобто крутильними коливаннями, згідно з рівняннями:

Експериментальне вимірювання діючих моментів виконувалося тензометрируванням деформацій скручування обертових деталей - хвостовика якоря двигуна, карданного вала, осі тощо. Оскільки елементи тягової передачі обертаються, для передачі пропорційного деформації сигналу до фіксуючого приладу (осцилографа) використовувалась спеціальна система безперервного тензометрирування та безконтактної індуктивної передачі.

З-за низьких частот (Щ = 65 - 250 с^-1 ) власних коливань крутильних систем в експлуатаційному діапазоні частот обертання двигунів мають місце крутильні резонанси, коли амплітуди пружних моментів при розбігах сягають до 30 - 50 % від середнього моменту на валу двигуна. Це викликає відповідне збільшення ефективного навантаження на зуб'я редуктора і збільшення втрат механічної потужності: так, замість 6,5 - 6,9% втрат в редукторі в робочому діапазоні потужностей, при резонансах має місце їх збільшення до 9,7 - 13%.

На трамвайних вагонах мають місце втрати енергії від релаксаційних автоколивань колісних центрів. Оскільки геометричні центри бандажу та осі колісної пари не співпадають на величину е пружної деформації гумових елементів, поздовжнє, зі швидкістю V, переміщення центру обертання бандажу радіусом R буде більше переміщення осі на величину еdб, dб=(Vdt)/R. Лінія, по якій відбувається деформація, буде нахилена, що означає появу поздовжньої сили, яка діє у протилежному відносно руху напрямку. Шлях, який пройде бандаж, менше на величину горизонтальної проекції деформації dx, а кут повороту бандажа - менший на величину dи: .Використовуючи зв'язок між лінійними переміщеннями по горизонтальній та вертикальній осях координат, маємо диференціальне рівняння:

При жорсткості на зсув с та кутовій жорсткості лс гумових елементів колеса сума моментів від пружних реакцій відносно точки стикання бандажу з рейкою складає:

Вертикальна сила викликає вертикальні переміщення приведеної до колісного центру маси М, до якої, крім колісного центру та половини осі, відноситься чверть маси візка:

Наведені рівняння утворюють сумісну систему, яка дійсна до моменту, коли поздовжня сила в місці стикання бандажу з поверхнею кочення рейки не зрівняється з горизонтальною реакцією - силою зчеплення Т_ш при коефіцієнті зчеплення ш.

,

В цей момент бандаж ковзає у напрямку руху з одночасним поворотом на кут и назад відносно обертання осі з розрядкою деформацій, і таким чином після досягнення критичної швидкості

виникають релаксаційні автоколивання. Так, на вагоні Т-3, у якого квадрат частоти власних коливань Щ₁² = 2,593•10⁴ с^-2, статичний прогин пружних елементів z₀= 0,485•10^-3 м при навантаженні Q=3•10⁴ Н, при швидкості V=10 м/c>V_кр. сила натискання бандажу на рейку протягом 0,011 с збільшується від 30000 Н до 38500 Н, після чого спадає до 700 Н, а поздовжня сила зростає від нуля до 150 Н. У цей момент величина поздовжньої сили дорівнює граничній при заданому коефіцієнті зчеплення ш = 0,2 , з-за чого відбувається ковзання бандажу і накопичена енергія кутової та поздовжньої деформацій йде на роботу обертання та зсуву бандажу. Для даного прикладу середня поздовжня сила за цикл коливань складає 75 Н, що для 8 коліс вагону становить 600 Н, а це відповідає збільшенню питомого опору рухові 3 Н /кН .

При вимушених коливаннях екіпажів та їх частин, як динамічних систем, відбувається розсіювання енергії, яка визначається опосередковано через динамічні додатки до зчіпної ваги G рухомої одиниці вертикальної сили ДG натискання коліс на дорогу або рейки в формулі сили опору поступальному рухові:

де w[V(S)] - функція питомого опору поступальному рухові, залежна від швидкості V та поздовжньої координати S. Дисипацію енергії коливань зазвичай визначають за гіпотезою комплексного опору, за якою крім пружної k складової пружні ланки мають гістерезіс, оцінюваний коефіцієнтом h, тобто

Оскільки дані про імпеданс ресорних підвісок в літературі відсутні, їх визначення відбувалося експериментально шляхом запису переміщень кузову після скидання (стрибка) коліс з клинів висотою z₀ із наступним підбором частоти та коефіцієнта затухання до числового співпадання розрахованої та експериментальної кривої затухаючих коливань.

При одночастотних вимушених вертикальних коливаннях z(t) кузову з частотою власних коливань Щ від нерівностей шляху ж(V, S), які складають сукупність синусоїд з частотами кінематичних збуджень щ, маємо додаткові втрати енергії:

,

Розрахунки додатків до основного опору рухові та відповідних втрат енергії при вимушених коливаннях свідчать про те, що навіть при резонансах ці втрати можна не враховувати: наприклад, при вимушених коливаннях маточини тролейбусного колеса на шині під час резонансу від нерівностей дороги з шляховою частотою 62,8 с^-1 та амплітудою 1 см втрати складають 3,03 Нм, що відповідає збільшенню питомого опору рухові усього на 0,025 Н/кН, яким, очевидно, можна знехтувати.

На відміну від коливань, буксування рухомих одиниць призводить до суттєвих втрат енергії, що позначається на некоррельованному з умовами руху збільшенні енергоспоживання при погіршанні зчеплення - опаданні листя, випаданні снігу, ожеледях тощо. Це призводить до надмірних прискорень колісних пар, що втратили зчеплення, і обумовлює великі (до 1,5•10⁴ Нм) втрати на тертя. Запобігти цих втрат можна застосуванням систем захисту від буксування, що слід розглядати як засіб підвищення енергетичної досконалості. Надлишкові ковзання коліс з конічністю і мають місце при звивистому русі візків трамвайних вагонів, що спричиняє до збільшення питомих енергоспоживань на районах живлення, де експлуатується виключно трамвай і є довгі прямі ділянки. Ковзання реборд коліс, наслідком якого є боковий знос рейок, виникає при бокових коливаннях візків з масами m_т по поперечних координатах у_т1,т2. З-за наявності пружного зв'язку с_1,2 між приналежними до візків масами М₁, М₂ кузову та візками при перевищені критичних швидкостей руху

виникає резонанс, і сили крипу неспроможні забезпечити затухання коливань. Це відбувається при зміні знаку показника експоненти в розв'язанні:

де В_1,2 - постійні інтегрування. Оскільки навіть на магістральному транспорті методи безпосереднього вимірювання крипу невідомі, коефіцієнти крипу f визначалися розрахунком.

Після вільного руху протягом часу t₀ між ребордами та боковими поверхнями рейок виникає обумовлена поперечним натисканням сила тертя, яка з урахуванням того, що різниця між радіусом інерції мала:

[с_тz - s(1+б²)]>е, е ? 0,

(б=l/s, де 2l, 2s- база візка та ширина колії), дорівнює:

Так, реборди вагону Т-3 з н=7,55 с^-1, Щ=6,4 с^-1, при конічності бандажів коліс і=0,2 та середньому радіусі r_c=0,35 м при русі у колії з зазором д=4 мм зі швидкістю V=12 м/с розвивають силу тертя Максимум бокової сили на середині першої хвилі бокових коливань складає 456 Н, і таким чином робота тертя реборд по рейкам на першій хвилі бокових коливань складає 14,1 Нм. На перший погляд це небагато, але якщо врахувати усі 8 коліс та кількість хвиль бокових коливань, що реалізуються на перегоні, втрати енергії стають суттєвими: при 10 хвилях, тобто на довжині у 132 м, вони становлять 11280 Нм, або 5% від роботи пуску.

Таким чином лише певна частина динамічних процесів, які постійно або періодично діють при русі, характеризують енергетичну досконалість рухомих одиниць і визначають питоме енергоспоживання при рівних інших умовах. Наявність в колесах трамвайних вагонів пружних елементів обумовлює релаксаційні автоколивання колісного центру відносно бандажу на рейці після досягнення критичної швидкості руху. Автоколивання супроводжуються ковзанням бандажів в моменти досягнення мінімуму вертикальної складової пружної реакції, що обумовлює збільшення витрат енергії на подолання опору рухові порівняно з вагонами без пружних елементів в колесах на 40%. Вимушені вертикальні коливання кузовів на ресорах та окремих частин екіпажів як динамічних систем, поздовжні коливання трамвайних візків відносно кузовів та поздовжні коливання одиниць у складі поїзда супроводжується незначним збільшенням основного опору рухові, яке у розрахунках витрат енергії можна не враховувати. Надлишкове ковзання коліс внаслідок втрати зчеплення супроводжується додатковими втратами енергії на роботу тертя. Цим пояснюється некоррельоване з обсягами транспортної роботи збільшення енергоспоживання в окремі дні року. Робота тертя при буксуванні сягає до 20% від загального енергоспоживання на рух. При наявності умов для розвитку резонансних бокових коливань з-за звивистого руху візків періодична поперечна сила натискання реборд трамвайних коліс на бокові поверхні рейок спричиняє до бокового зносу рейок та додаткових втрат енергії на роботу тертя, яка сягає до 5% від величини роботи, що виконують двигуни під час розбігу.

Аналіз енергоефективності транспортної роботи потребує уніфікації властивостей рухомих одиниць різних видів і типів, у зв'язку з чим постає задача приведення трамвайних вагонів і тролейбусів до базової за енергоспоживанням одиниці. Витрати енергії на рух при певних умовах експлуатації визначаються множиною показників конструкції R даного типу рухомого складу: Прийнявши набір показників конструкції для рухомого складу найбільш поширеного у даному підприємстві типу за базові, набір показників для іншого типу можна визначити через відповідні коефіцієнти: k=1,2, ... , K, якими визначається енергоспоживання базової рухомої одиниці при проходженні секції одиничної довжини. Витрати енергії k-го типу рухомого складу, незалежно від умов експлуатації, визначаються масою тари М_т, наповненням N (масою пасажирів), квадратом швидкості виходу на автоматичну характеристику повного поля V²_ах та коефіцієнтом пуску К_п, що характеризує втрати в реостатах, питомим основним опором рухові w_е, середньою швидкістю руху V_c, потужністю тягових двигунів P_д та потужністю споживачів енергії на власні потреби P_вп :

Для отримання потрібної розмірності Нм або Вт.с (кг.с²/м) набір складових представляється мультиплікативною моделлю:

або

Відображаючи простір складових на простір розмірностей вибраного базису та прирівнюючи показники степенів при однойменних розмірностях, отримаємо систему алгебраїчних рівнянь, з якої маємо:

Таким чином стає можливим розглядати парк рухомих одиниць як однорідний.

В третьому розділі викладено результати теоретичних досліджень статистичних характеристик складових механічної роботи під час розбігу. При випадкових, але незмінних для даної реалізації к.к.д. з, вазі тари Gт, коефіцієнті пуску Кп, постійному члені а, ухилі і та коефіцієнті b при квадраті швидкості у формулі основного питомого опору рухові, а також швидкості виходу на автоматичну характеристику повного поля Vахпп, робота пуску є суперпозицію постійної величини роботи А₀, що йде на пересування тари, з сумою функцій від випадкових величин:

Ця формула утворюється з відомого рівняння механічної роботи виокремленням складових, що визначають набуття кінетичної енергії фізичної маси одиниці та її обертальних частин (1+г), а також втрати на опір рухові. Коефіцієнти при випадкових величинах та їх комбінаціях мають вигляд:

Реальні розподілення випадкових величин квадрату швидкості закінчення розбігу V²_p, довжини S_p та кількості пасажирів N є усіченими, для опису яких звичайно використовується бета - розподілення. З уваги на його складність та громіздкість, в роботі прийнята апроксимація нормальним із застосуванням S-розподілення Джонсона, за яким ототожнюються емпіричні процентілі з відповідними процентілями нормального розподілення та визначаються теоретичні частки даних по інтервалах розбиття варіаційних рядів. Оскільки випадкові величини складових апроксимуються нормальними розподіленнями, їх сума також є нормальною Як це зазвичай робиться при визначенні розподілень добутків z пар випадкових величин, наприклад х та у, введено обернені функції:

Розподіленням добутку трьох складових знехтувано, як явно малим (k₇ = 0,035). Оскільки розподілення добутків випадкових нормальних величин є теж нормальними, механічна робота постає композицією:

(риска над символом означає математичне сподівання означеної величини):

,

.

При відомих коефіцієнтах парних корреляцій с залежності середніх від випадкових складових механічної роботи, що утворюють сумісне розподілення, визначаються рівняннями регресій. При відомих середній швидкості транспортного потоку V_c на конкретних вулицях та наповненні рухомих одиниць середні довжини розбігів визначатимуться рівнянням:

S_p=б+вV²+гN,

У звичайних умовах експлуатації зв'язок довжини розбігу з квадратом швидкості, наприклад, при відправленні із зупинки, має вигляд:

S_p = V_c²(1+) - 60.

Залежності випадкових значень механічної роботи від випадкових значень складових, згідно з центральною граничною теоремою, спрямовуються до залежностей від математичних сподівань цих складових, тобто до залежностей середніх. Таким чином можна визначати статистичні характеристики розподілення механічної роботи за коефіцієнтами регресій.

Визначення енергоефективності потребує знання обсягів пасажироперевезень Р та середніх дальностей поїздок по маршрутах. У зв'язку з цим обгрунтовано і розроблено практичну методику визначення середньої дальності поїздки. Пасажироперевезення протягом рейса може бути представлене послідовністю проходження перегонів та перебувань на j, 0?j?k­1 зупинках, на яких сідає по m_j та виходить по n_i пасажирів.

Позначивши через L₀₁,L₁₂,...L_(k-1)k довжини перегонів та помножуючи їх на відповідні наповнення, можна знайти пасажироперевезення по перегонах, а підсумувавши добутки - пасажироперевезення одної рухомої одиниці за рейс в цілому:

Звідси середня довжина поїздки:

тяговий транспорт експлуатаційний енергозбереження

Обсяг пасажироперевезень протягом рейса може бути представлений добутком середнього наповнення рухомої одиниці Р_с на довжину рейса L_р, а також залишком d:

; ;

При цьому довжини перегонів визначені через середню довжину та відхилення

l_j,j+1=L_j,j+1-L_П

Залишок d є коваріацією між кількостями пасажирів з груп n_j,, що залишилися у рухомій одиниці і їдуть по q-тому перегону, та відхиленнями довжин перегонів від середньої. Оскільки між цими випадковими величинами зв'язок відсутній, коваріація спрямовується до нуля тим швидше, чим більша кількість перегонів. Таким чином маємо просту формулу:

(3.3)

Співставлення результатів обчислення середніх дальностей за наближеною формулою та отриманих з даних талонних обстежень вказує на їх практичне співпадання.

Четвертий розділ присвячено обґрунтуванню метода моделювання руху на довільному перегоні безпосереднім інтегруванням диференціальних рівнянь для різних режимів з використання крім першої форми відомого диференціального рівняння руху також другої і третьої форм відповідно до алгоритму, яким відтворюються умови на смузі руху і відповідні дії водія.

З огляду на необхідність подальшого інтегрування, найбільш доцільним для опису автоматичних характеристик є застосування степенного поліному. Звичайним у таких випадках є застосування поліномів Чебишева, за якими для передбачених стандартами на тягові двигуни відхилень характеристик від проектних у 4% забезпечується потрібна точність при n=2.

Безпосереднє використання розв'язань диференціальних рівнянь руху має певні незручності з-за наявності в них трансцендентних функцій, тому точні розв'язання апроксимовано дрібно - раціональними функціями. Наприклад, для розбігу зі сталою силою тяги F_п на ділянці з незмінним ухилом i диференціальне рівняння руху має вигляд:

де G_Т, G_П - вага тари та пасажирів; (1+г) - коефіцієнт інерції обертових частин рухомого складу; а, b - коефіцієнти питомого основного опору рухові. Інтегрування цього рівняння дає:

Виконавши за відомими правилами розкладання експонент до другого члена, отримаємо апроксимаційні формули швидкості, пройденого шляху та часу:

Цим же порядком утворюються наближені розв'язання для ослаблення поля, вибігу, руху на автоматичних характеристиках, гальмування.

Наявність змінного по довжині додаткового опору дещо ускладнює розв'язання, бо крім функції швидкості в правій частині рівняння з'являється інтеграл:

Застосовуючи належну заміну змінних, можна привести таке рівняння до виду рівняння із змінними, що розділяються, і розв'язувати його звичайними методами з наступною апроксимацією. Наприклад, для вибігу трамвайного вагону в перехідній до кругової з радіусом R_к.к. та довжиною L_п.кр. кривій:

результатом буде розв'язання для прямої плюс додаток:

Застосовуючи лінійні регресії довжин розбігу та гальмування по квадрату середньої швидкості транспортного потоку в середній частині перегону, криву руху можна замінити спрощеною, еквівалентною за витратами енергії, трапецеїдальною діаграмою. Прирощення кінетичної енергії в тяговому режимі на інтервалі швидкостей дорівнює роботі з подолання опору рухові на наступному слідом за тяговим режимом вибігу у тому ж інтервалі швидкостей. Заміна кривих розбігу і гальмування відтинками похилих прямих, та вибігів і повторних пусків горизонтальними лініями на рівнях квадратів середніх швидкостей спрощує обчислення механічної роботи:

Спрощені діаграми зокрема дозволяють швидко аналізувати причини неоднакового енергоспоживання по районах живлення.

П'ятий розділ присвячено обґрунтуванню енергозаощаджуючих прийомів керування рухомою одиницею на перегоні. Оскільки можливості підвищення прискорення в умовах експлуатації обмежені, реальним шляхом енергозаощадження є раціональна стратегія керування одиницею в середній частині перегону.

Так, при швидкості розбігу V_P=10 м/c збільшення швидкості початку гальмування з 9 до 10 м/c потребує зростання інтервалу швидкостей повторного пуску з 8,63… 11,16 до 8,67…11,64 м/c. Це, на перший погляд, невелике (приблизно на 0,4%) збільшення інтервалу швидкостей повторного пуску дає зростання механічної роботи з 5,314.10⁵ Нм до 6,693.10⁵ Нм, або на 25%. Взаємопов'язаність швидкостей закінчення розбігу, початку гальмування та закінчення повторного пуску при заданому часі проходження перегону обумовлює зворотну залежність витрат енергії на рух від середньої швидкості у другій зоні: при зменшенні V_с витрати енергії збільшуються. Так, при зменшенні середньої швидкості з 10,67 до 9,79 м/с, тобто на 8%, витрати енергії зростають з 1,304 до 1,371.10⁶ Втс, або на 5% тому, що прирощення швидкості під час повторного пуску для меншої середньої швидкості повинно бути більше, ніж для більшої. При заданій швидкості початку гальмування менша середня швидкість в середній частині перегону досягається зниженням швидкості закінчення розбігу, але відповідне зменшення витрат енергії у першій зоні не компенсується перевитратами її під час повторного пуску.

У шостому розділі розглянуто основні напрямки енергозбереження шляхом удосконалення організації експлуатації та поліпшення умов реалізації руху по районах живлення та в цілому по місту. Розробці заходів з енергозбереження повинен передувати аналіз складових енергоспоживання, серед яких потрібно виокремити складову, що визначається постійним комплексом умов реалізації руху і на яку будуть спрямовані ці заходи. В першу чергу це стосується довжин перегонів, перегляду кількостей та дислокації зупинок, розташування відносно зупинок факторів, що обумовлюють необхідність вмикань тягових двигунів. Зменшення енергоспоживання при виконанні заданого обсягу пасажироперевезень може бути досягнуто за рахунок додержання відповідності обсягу транспортної роботи попитові на транспортні послуги, зокрема за рахунок удосконалення наряду на випуск та розкладів руху, виключення переповнення рухомих одиниць, раціонального співвідношення між кількостями рухомих одиниць підвищеної місткості та звичайних трамвайних вагонів і тролейбусів.

Основними, що утворюють постійний комплекс, додатками до середнього енергоспоживання, є: втрата енергії в системі електропостачання, нерівномірність наповнення та довколишня температура. Питомі, на одиницю транспортної роботи приведених за енергоспоживанням одиниць к_q по q=1,2,…,12 місяцях представляються аддитивними моделями:

в яких дія перелічених факторів визначається відношеннями до середніх за рік обсягів енергії ДQ, перевезень П, пробігів L та температур ф. Вагові коефіцієнти р встановлюються з рівняння:

де М - матриця значень факторів, D - матриця фактичних питомих енергоспоживань. З використанням коефіцієнтів приведення встановлюються оцінки витрат електроенергії на рух для різних видів і типів рухомого складу по місяцях року, далі підраховуються додаткові до найменших електричні втрати, перевитрати енергії з-за переповнення рухомих одиниць та додаткові сезонні витрати енергії, обумовлені збільшенням тривалості освітлення, збільшенням опору рухові при низьких температурах, буксуваннями, роботою електроопалення тощо. По кількостям перевезених пасажирів, по середнім дальностям поїздок та швидкостям сполучення встановлюються витрати енергії на одиницю транспортних послуг з оцінкою часток додаткових витрат.

Співставлення графіків змін протягом року питомого енергоспоживання на одиницю транспортної роботи, на одного перевезеного пасажира та на одиницю транспортних послуг дає змогу усвідомити вибір стратегії енергозбереження - при великих обсягах транспортної роботи і порівняно невеликих обсягах наданих транспортних послуг та доходів від перевезень, що опосередковано вказує на недосконалість організації експлуатації, головним напрямком є перегляд нарядів на випуск; збільшення енергоспоживання на одиницю транспортної роботи при одночасному збільшенні витрат енергії на одиницю транспортних послуг означає перерозподіл пасажиропотоків і необхідність удосконалення маршрутної системи тощо.

За годину пік обсяг пасажироперевезень на і - му маршруті R_i^‹пік› залежить від середньої дальності поїздки L_c(i), пробігу рухомих одиниць S_i^‹пік› та наповнення, яке визначається місткістю В та коефіцієнтом використання місткості на маршруті з_і^‹пік›, а пробіг залежить від кількості одиниць в русі N_і^‹пік› , довжини маршруту L_i та експлуатаційної швидкості V_e(i):

Такі ж самі співвідношення мають місце у міжпікові (мп) періоди. Кількість випусків у години пік та міжпіковий період залежно від обсягів перевезень та коефіцієнта використання місткості, при з_і^‹пік›=1, розраховуються з умови додержання критерію:

Наприклад, якщо у трамвайному депо з плановою кількістю випуску у будні дні 50 поїздів - 7 розривних, 4 скорочених, 15 дванадцятигодинних, 4 однозмінних та 4 нічних випусків, що дає змінити співвідношення між видами випусків до 20 двозмінних, 25 розривних та 5 оглядових, то можливо збільшити кількість одиниць в русі у періоди масових перевезень на 26,6% і зменшити на 11% кількість вагонів у міжпіковий період, що дасть зростання коефіцієнта використання місткості на 14%: Аналогічні результати досягаються перевідрядженнями рухомих одиниць з кінцевих станцій на інші маршрути з урахуванням неспівпадання в часі максимумів попиту на окремих ділянках. Як свідчать розрахунки, при наявності інтервалу між максимумами попиту на суміжних ділянках, співрозмірних з тривалістю рейса можлива економія кількості випусків за рахунок перевідряджень складає від 10 до 25% залежно від пасажиропотоку. Суттєвого ефекту слід очікувати при розведенні часу початку роботи підприємств і організацій по ділянках маршрутної системи.