702

ты хронометражных наблюдений выражаются эмпирическими зависимостями, параметры которых носят статический расчетный характер.

В ранее изданной учебной и научной литературе при рассмотрении проблемы оценки влияния веса маневрового состава на продолжительность выполнения маневров на вытяжных путях в недостаточной степени учитывались следующие факторы, оказывающие значительное влияние на конечный результат:

1)с увеличением длины маневрового состава возникает необходимость более дальнего заезда за разделительную стрелку;

2)на затраты времени и энергии, связанные с порядком выполнения маневровых передвижений на вытяжных путях, большое влияние оказывает величина групп вагонов;

3)для малой величины групп вагонов обычно выполняют не одиночные, а серийные толчки.

Маневровый состав перед расформированием может иметь самое различное количество вагонов, а следовательно, и различную длину.

Втехнико-экономических расчетах примем, что величина составов может находиться в интервале от 0 до 100 вагонов. Длина маневрового состава влияет на расстояние заезда за разделительную стрелку при выполнении маневровых работ на вытяжках. Так, при расформировании составов с большим числом вагонов возникает необходимость совершать заезды на большие расстояния (рис. 1).

кор l зд

пов

lзд

Рис. 1. Влияние веса маневрового состава на величину заезда за разделительную стрелку: lздкор — заезд маневрового состава на короткое расстояние; lздпов — заезд маневрового состава на большое расстояние

В технико-экономических расчетах рассматривается самое различное число вагонов в маневровых составах. В процессе маневровых передвижений локомотив с вагонами заезжает на вытяжку за разделительную стрелку, чтобы затем осадить вагоны на другой путь или осуществить маневры одиночными либо серийными толчками.

71

Минимальная дальность заезда маневрового состава за разделительную стрелку будет равна:

lзд = lгор + mмсlваг,

(2)

где lгор — длина горловины, м; mмс — количество вагонов в маневро-

вом составе; lваг — длина вагона, м.

Данные формулы (2) показывают, что с увеличением длины маневрового состава будет возрастать длина каждого заезда маневрового локомотива за разделительную стрелку на вытяжке. Это приведет к росту затрат, связанных с выполнением маневров на вытяжных путях.

С увеличением маневрового состава будет возрастать дальность его заезда на вытяжку:

lзд = mмсlваг,

(3)

где mмс — увеличение числа вагонов в маневровом составе.

При увеличении состава сокращается свободное расстояние на вытяжном пути для создания маневренности в передвижениях, а также выполнения маневров серийными толчками.

Из формул (2), (3) видно, что при увеличении числа вагонов в маневровых составах в условиях роста среднего веса грузовых поездов будет снижаться скорость передвижения вследствие меньшей величины свободного промежутка между хвостовым вагоном и разделительной стрелкой на вытяжном пути.

Величина маневрового состава будет оказывать значительное влияние на характер выполнения маневровых передвижений на вытяжных путях, на выбор рационального способа проведения маневров на вытяжках: осаживанием или толчками. Характер выполнения маневров на вытяжном пути будем устанавливать как для малой, так и для большой величины составов грузовых поездов:

1)при малой величине составов имеющаяся мощность локомотивов позволяет выполнять толчки с большой скоростью, что дает возможность совершать дополнительные толчки без изменения направления следования маневрового состава на вытяжку. Поэтому при малой величине маневровых составов могут выполняться серийные толчки на вытяжке;

2)при большей величине маневрового состава в процессе толчка будет преодолеваться расстояние большей величины. Это приведет к тому, что в процессе такого толчка маневровый состав будет заезжать за разделительную стрелку, а после каждого толчка будет вынужден возвращаться обратно на вытяжку.

Характер изменения показателей скорости движения и расстояния разгона и замедления маневрового состава малой и повышенной величины представлен на рис. 2.

72

/ч
v, км
	мал	l, м
ll	мал	l, м
ртт
		поа
		l lпов
		ртрт

Рис. 2. Изменение дальности разгона и замедления для маневровых составов малой и повышенной величины: lртмал — длина разгона и замедления маневрового состава малой величины; lртпов — длина разгона и замедления маневрового состава повышенной величины

На рис. 2 видно, что маневровый состав малой величины может в быстрые сроки набрать необходимую скорость для достижения оцепом нужной точки. При высокой скорости движения отцеп будет иметь большую кинетическую энергию, что позволит в целом проследовать большее расстояние. Малая дальность разгона позволит в этом случае увеличивать вероятность проведения нескольких толчков при одном заезде маневрового состава на вытяжку за разделительную стрелку.

У маневровых составов большой величины будет меньшая скорость разгона и замедления, вследствие чего их максимальная скорость движения перед толчком вагонов достигается за большой период времени. Поэтому дальность разгона и замедления больших маневровых составов будет иметь большую величину. Это вызывает необходимость более частого возвращения маневрового состава обратно на вытяжку за разделительную стрелку, что приведет к увеличению расходов, связанных с производством маневровой работы, — затрат времени и энергии.

На рис. 3 показано, что у маневрового состава малой величины расстояние одного толчка — малое. С увеличением числа вагонов в маневровом составе протяженность разгона и замедления будет возрастать.

73

чч
/
/
км
км
V,
v,
			й								й
			ы
			л							ы
			а						н
			м					н
								е
							ш
						ы
					в
				о
				п
											v
											=f
											(
											lV
											)=f
											(l
											)
мал											l,l,мм
l	мал
lрт
рт
	l	пов
			пов
	ррт

Рис. 3. Характер установления необходимой скорости разгона маневрового состава различной величины для осуществления доставки вагона до пункта его остановки

На рис. 3 видно также, как будет изменяться скорость движения вагонов отцепа v в случае необходимости достижения нужной точки пути в результате осуществления толчка, отражена скорость движения отцепа до нужной точки в сортировочном парке после толчка. Видно, что у состава малой величины за счет высокой скорости движения отцепа обеспечивается меньшая величина расстояния разгона. Для большей величины маневрового состава при меньшей скорости потребуется большая дальность следования. Это снижает вероятность проведения маневров одиночными толчками или даже серийными толчками при увеличении длины составов.

Втехнико-экономических расчетах следует также учитывать, что

впроцессе каждого толчка величина маневрового состава уменьшается на величину отцепа:

lтол = mотцlваг,

(4)

где mотц — число вагонов в оцепе; lваг — длина вагона.

Каждый из способов выполнения маневров на вытяжном пути, связанный с выполнением расформирования состава и делением его на части, характеризуется следующими особенностями.

Перед началом маневров состав должен заезжать за разделительную стрелку на определенную величину. Перед разделительной стрелкой оказывается свободное расстояние lсв.

Затем осуществляется толчок всего маневрового состава с последующей остановкой. Маневровый состав движется в сторону пути на

74

величину длины толчка lтол. В то же время первый оставшийся в составе отцеп отдаляется от разделительной стрелки на длину оцепа lотц.

Если в процессе толчка маневровый состав отдаляется в сторону сортировочного парка за разделительную стрелку, то он возвращается обратно. При этом будет осуществляться только один толчок маневрового состава в сторону сортировочного парка.

Если же lтол lсв + lотц, то за один заезд маневрового локомотива или состава на вытяжку возможно будет осуществить два и более толчка. Это повышает производительность вытяжного пути, обеспечивает сокращение эксплуатационных расходов, связанных с выполнением маневровых передвижений по расформированию и формированию составов.

Данные формулы показывают, что несколько толчков могут быть осуществлены только тогда, когда расстояние толкания будет иметь небольшую величину. Это возможно только при малой величине маневровых составов. В то же время при большой величине маневрового состава дальность толчка значительно возрастает. Поэтому для маневровых составов большой величины невозможно организовать движение серийными толчками без изменения направления их движения в процессе сортировки вагонов. При этом становится возможным приближать отцепку группы вагонов к месту их необходимого нахождения на сортировочном пути.

В целях совершенствования системы организации маневров на вытяжных путях целесообразно в период заезда рекомендовать большее удаление маневрового состава за разделительную стрелку. При этом возрастет вероятность возможности осуществления двух и более толчков за один заезд маневрового локомотива на вытяжной путь. При малой величине маневрового состава создается возможность для того, чтобы в процессе его расформирования была большей величина свободного расстояния между разделительной стрелкой и первым вагоном или первым отцепом маневрового состава. Это будет способствовать выполнению серий из нескольких толчков в одном направлении за один заезд маневрового состава за разделительную стрелку.

Литература

1.Грунтов П.С. и др. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1994. 542 с.

2.Кочнев Ф.П., Сотников И.Б. Управление эксплуатационной работой желез-

ных дорог. М.: Транспорт, 1990. 423 с.

75

УДК 656.236.2.022.63

С.В. Карасев, А.А. Кузнецова

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ ПО ЗАДЕРЖКАМ ПОЕЗДОВ У ПЕРЕСЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ В УЗЛАХ, НА ПОДХОДАХ К СТАНЦИЯМ И ПО НЕПРИЕМУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА

Определение расходов по задержкам поездов при пересечении линий в одном уровне в узлах и на подходах к станциям

Одной из важных задач, решаемых при проектировании и реконструкции железнодорожных станций и узлов, является развязка подходов примыкающих линий по направлениям и по роду движения.

Использование развязок в разных уровнях со строительством путепроводов является более предпочтительным с точки зрения эксплуатационной работы и безопасности движения, поскольку позволяет полностью исключить пересечение маршрутов движения поездов. Но сооружение развязок в разных уровнях является дорогостоящим мероприятием. Кроме того, строительство таких сооружений может осложняться местными особенностями рельефа на подходах к станциям узла.

Развязки в одном уровне являются менее капиталоемкими сооружениями, поэтому в последнее время они достаточно широко используются при реконструкции и развитии станций. Главным недостатком развязок в одном уровне по сравнению с развязками путепроводного типа являются задержки поездов, вызванные пропуском поездов по примыкающим линиям. Особенно существенную роль фактор задержек играет при проектировании и эксплуатации бесшлюзовых развязок.

Выбор при проектировании того или иного типа развязок при прочих равных условиях должен производиться на основе техникоэкономического сравнения различных вариантов и, прежде всего, принципиального выбора типа развязки из основных конкурирующих вариантов: развязки в одном (с устройством или без устройства шлюза) или в разных уровнях (с устройством путепровода).

Основой технико-экономического сравнения вариантов типа развязки являются капитальные затраты, связанные с сооружением развязок, а также расходы, обусловленные эксплуатацией соответствующей развязки.

Если сравниваемые варианты отличаются друг от друга только размерами потребных инвестиционных вложений К и эксплуатационными расходами Э (текущими затратами), выбор типа развязки (в

76

одном или в двух уровнях) можно производить по минимуму приведенных затрат (Зпр). При сооружении развязки в несколько этапов производится приведение затрат к базисному моменту времени с учетом количества шагов расчета и принятой нормы дисконта.

При определении значений текущих затрат Э учитываются эксплуатационные расходы, связанные с задержками поездов у пересечений (для одноуровневых развязок). Годовые расходы, обусловленные остановками и стоянками поездов у пересечений (тыс. р. в год), можно определить по формуле

Эгп = 365•(Эт–р+ Эпр)/1000, (1)

где Эт–р — это среднесуточные расходы на торможение и разгон поездов у пересечения; Эпр — среднесуточные расходы по простою поездов у пересечения.

p	k
Эт р Nз ij Эт р ij ,		(2)
i 1	j 1

где р — количество пересекающихся линий (подходов); k — количество категорий поездов, следующих по каждой линии; Nзij — среднее за сутки число поездов j-й категории, прибывающих с i-го подхода, задержанных у пересечения; Эт–рij — стоимость торможения и разгона одного поезда j-й категории, прибывающего с i-го подхода, при остановке у пересечения.

p	k
Эпр Тз ij eп ч ij ,		(3)
i 1	j 1

где Тзij — среднее за сутки количество поездо-часов простоя для поездов j-й категории, прибывающих с i-го подхода, задержанных у пересечения; еп–чij — стоимость поездо-часа для одного поезда j-й категории, прибывающего с i-го подхода.

Суммарные поездо-часы простоя в сутки для пересечения в одном уровне зависят от конфигурации развязки (в частности, от количества и типа пересекающихся и примыкающих линий), интенсивности движения по линиям, продолжительности занятия поездами пересечения и наличия или отсутствия приоритетов пропуска поездов по пересечению.

Среднее количество задержанных поездов Nзij, а также время их простоя в ожидании освобождения пересечения Тзij могут определяться известными аналитическими методами или моделированием.

Стоимость поездо-часа простоя может определяться по следующей формуле:

е = пijeв–чij	+ eл–чij + eбр–чij,	(4)
где nij — среднее число вагонов	в составе поезда	j-й категории,

77

прибывающего с i-го подхода; ев–чij, ел–чij, ебр–чij — стоимость вагоно-, локомотиво- и бригадо-часа для поезда j-й категории, прибывающего

с i-го подхода.

Значения Эт–р можно определять с использованием следующих систем расходов: ГНР (групповые нормы расходов), УНР (укрупненные нормы расходов) и ЕНР (единичные нормы расходов).

В системе ГНР расходы на разгон и торможение определяются в зависимости от следующих факторов:

—вид движения (грузовое, пассажирское, пригородное);

—категория грузового поезда;

—тип локомотива;

—скорость поезда по окончании разгона;

—скорость начала торможения;

—масса поезда.

В системе УНР задача решается с корректировкой данных путем ввода коэффициентов, причем за исходную норму принимается целиком остановка поезда. Для определения затрат на разгон и торможение расходы по пробегу поездов умножаются на коэффициент разгона-торможения Крт*.

Следует отметить, что эксплуатационные расходы, связанные с торможением поезда и последующей остановкой, а также расходы на разгон зависят от следующих основных факторов:

—массы и длины поезда;

—продольного профиля пути на подходе к станции;

—характеристик поездного локомотива;

—режима движения поезда и скорости в начале торможения, режимов движения при разгоне и скорости окончания разгона.

Данные факторы невозможно корректно учесть при использовании систем ГНР и УНР. Этот недостаток может быть устранен при определении расходов на торможение и разгон поездов с использованием имитационного моделирования движения поезда на основе тяговых расчетов и системы ЕНР.

Для выполнения расчетов предлагается использовать «Программу расчета эксплуатационных расходов по пробегу поездов», разработанную на кафедре «Железнодорожные станции и узлы» СГУПСа. Эксплуатационные расходы по пробегу поезда в этой программе определяются методом имитационного моделирования с применением тяговых расчетов и ЕНР с использованием измерителей поездной работы.

* Методические указания по сравнению вариантов проектных решений железнодорожных линий, узлов и станций. М.: ВПТИТрансстрой, 1988. 468 с.

78

Исходные данные для выполнения расчетов состоят из трех групп:

1)данные о поезде;

2)данные о перегоне на подходе к пересечению;

3)значения ставок ЕНР на измерители поездной работы. Внутри первых двух групп данные представляются в следующем

виде:

—данные о поезде:

•длина поезда;

•масса поезда;

—данные о перегоне:

•длина расчетного участка;

•описание элементов продольного профиля от начала до конца расчетного участка с указанием границ элементов профиля, длин и уклонов элементов.

Длина расчетного участка определяется по формуле

Lру = Lт + Lр,

(5)

где Lт — расстояние от точки, в которой находилась голова поезда в момент восприятия машинистом запрещающего показания сигнала у пересечения, до точки установки этого сигнала (ориентировочно может быть принято равным 2000 м, включает в себя тормозной путь поезда и расстояние, проходимое за время восприятия сигнала); Lp — расстояние, на котором поезд разгоняется до средней скорости окончания разгона.

Скорость начала торможения при моделировании принимается равной ходовой скорости.

Максимальная скорость движения поездов при приеме на станцию ограничивается допускаемыми скоростями движения по стрелочным переводам.

Данные о продольном профиле пути на расчетном участке представляются в форме табл. 1.

Таблица 1

Форма представления исходных данных о продольном профиле пути на расчетном участке

Номер элемента профиля

Длина элемента, м

Уклон элемента, ‰

1

2

…

Определение эксплуатационных расходов производится с использованием следующих расходных ставок системы ЕНР:

79

•механическая работа локомотива;

•механическая работа сил основного сопротивления;

•механическая работа сил торможения;

•расход электроэнергии;

•бригадо-часы локомотивных бригад;

•локомотиво-часы;

•вагоно-часы;

•локомотиво-километры;

•вагоно-километры;

•тонно-километры.

Определение эксплуатационных расходов на торможение и разгон производится следующим образом:

1. Моделируется проследование поездом пересечения без задер-

жки, определяются расходы по пробегу этого поезда Эпрб/ijз (рис. 1).

Рис. 1. Примерный вид графика скорости поезда, проходящего пересечение без задержки

2. Моделируется движение поезда с остановкой у пересечения, включая торможение и последующий разгон, определяются расходы

по пробегу Эпрз ij (рис. 2).

3. Поскольку второй случай проследования поездом пересечения отличается от первого наличием фаз торможения и разгона, эксплуатационные расходы на торможение и разгон определяются по формуле

Эт рij	з	б/з	(6)
	Эпрij	Эпрij .

80