10.4. Проблемы и перспективы использования ппмд

Мы уже указывали, что ППМД можно использовать, если железнодорожный транспорт не представляет собой взаимоувязанную единую систему, а получаемый экономический эффект в результате их использования - это ни что иное, как возврат/отдача части уже затраченных излишних средств на создание некоторых элементов железнодорожного комплекса (например, пути).

Что такое в нашем представлении взаимоувязанная система? Железнодорожный транспорт, как и любой законченный продукт, представляет собой систему, т.е. совокупность объектов (пассажиров/груз, физических компонентов транспорта и управление), находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует взаимоувязанную целостность или единство [10.9]. При этом, объект, или субсистема, рассматривается как философская категория, обозначающая то, что противостоит человеку в его предметно-практической и познавательной деятельности, а связь – как взаимообусловленность существования объектов, разделенных в пространстве и во времени.

Непременными атрибутами системы являются:

- целостность – принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств ее составляющих; зависимость каждого объекта, свойства и отношения системы от его места, функции и т.п. внутри целого;

- структурность – возможность описания системы через сети связей и отношений системы; обусловленность поведения системы не столько поведением ее отдельных объектов, сколько свойствами ее структуры;

- взаимозаменяемость системы и окружающей среды – система формирует и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия с окружающей средой, являясь при этом ведущим активным компонентов взаимодействия;

- иерархичность - каждый компонент системы, в свою очередь, может рассматриваться как система; такая субсистема представляет собой один из компонентов более широкой системы;

- множественность – принципиальная сложность каждой системы, ее адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы.

Пассажиры/груз выступают как объект системы, делают ее целостной и придают законченный смысл назначению железнодорожного транспорта.

Физические компоненты транспорта (подвижной состав, путь, терминалы) являются объектами системы и определяют железнодорожный транспорт как вид.

Управление представляется, с одной стороны, как объект системы со всей внутренней структурой (устройства автоматики, телемеханики и связи и т.п.), а с другой, - как связь между объектами (грузом и физическими компонентами) в системе организации транспортных потоков (планирование и организация перевозок, коммерческая работа, организация вагонопотоков, составление графиков движения поездов, определение пропускной способности железных дорог, руководство движением поездов и пр.), как экономика и право в данной области деятельности.

Поэтому в системе все составляющие должны быть взаимоувязаны, иметь одинаковые принципы построения, согласованные параметры и характеристики. Не должно быть такого состояния, при котором параметры (характеристики) пути более чем двукратно завышены, как сейчас. При максимально возможной массе поезда в 10238 т используются поезда массой только 4800 т; при максимально возможной нагрузке на ось 36 т/ось сейчас используется нагрузка 23,5 т/ось; при максимальном количестве 71 вагона в поезде используются поезда с 57 вагонами; срок «жизни» земляного полотна задается до 500 лет, а грузового вагона только на 30 лет и т.д.

Поэтому первая и главная проблема – представление железнодорожного транспорта в виде взаимоувязанной законченной системы. Однако для ее определения необходимы четкие представления о том, в каком направлении будет развиваться Российская Федерация: в направлении сырьевого придатка развитых стран или создания в стране капиталистической экономики с направлением быстрого и устойчивого развития. Поскольку затраты на создание такой системы колоссальные, ошибки в выборе направления создания не должно быть.

При выборе сырьевого направления развития железнодорожный транспорт может быть модернизирован, без существенных принципиальных изменений. В этом случае использование ППМД имеет смысл и совместная работа с ЮАР, Бразилией, Канадой, Австралией более чем актуальна.

При создании в стране высокоэффективной капиталистической экономики значение и роль железнодорожного транспорта требуют пересмотра, но использование в этой новой системе ППМД не имеет смысла.

Поэтому далее будем говорить только о проблемах ППМД в принятой терминологии в рамках сырьевого направления развития железнодорожного транспорта в нашей стране.

В начале определимся с целью использования ППМД. Они могут использоваться в исследовательских целях, в случаях нехватки локомотивов и их бригад, для получения локального экономического эффекта, повышения провозной и пропускной способности железнодорожных линий, создания «окон» для производства ремонтных работ на пути, при строительстве соседних путей и пр.

В исследовательских целях как часть научного подхода для проверки теоретических и экспериментальных результатов использование ППМД также в принципе может рассматриваться. Однако такого исследования достаточно дороги и при организации на существующих магистралях требуют большой и тщательной подготовки с исключением на время проведения исследований дороги из плановой регулярной работы. Они рассчитываются на подтверждение полученных ранее теоретических и лабораторных результатов, используя которые в дальнейшем можно получить серьезный экономический выигрыш, который может полностью окупить затраченные на натурные испытания финансы.

Нехватка локомотивов и локомотивных бригад имела место сразу же после Первой мировой и Великой Отечественной войн в момент восстановления железнодорожного транспорта, поэтому такая цель была оправданной в то время и имела смысл. Это подтверждает весь послевоенный опыт работы железных дорог.

Создание ППМД маршрутного типа дает экономический эффект от меньшего использования обслуживающего персонала как на пути, так и на станциях, экономию энергозатрат из-за снижения сопротивления движению, более быстрому продвижению грузов и снижению себестоимости перевозок, уменьшению объемов работы сортировочных станций. Кроме того, повышение массы поездов способствует распространению передовых методов работы железнодорожников, дисциплинирует, повышает культуру, и способствует их согласованному и ответственному действию.

Если использование ППМД носит регулярный, а не эпизодический характер, то это способствует повышению провозной и пропускной способности линий, а также положительно отражается на работе станций и дорог, особенно тех, на которых перевозятся массовые грузы.

Ремонтные и строительные работы на железнодорожном пути производят без перерыва перевозочного процесса. Для этого организуют специальные перерывы движения – «окна». Более продолжительные «окна» удается осуществить при использовании ППМД.

Тяжеловесное и длинносоставное движение обслуживается поездами повышенной массы (ППМ), длинносоставными (ППД) и смешанными, повышенной массы и длины (ПМД).

Наиболее общими проблемами для ППМД являются тяга, тормоза, ударно-тяговые устройства, автоматика и сигнализация.

На сегодня у нас нет проблемы в использовании мощных локомотивов.

Такие электровозы, как ВЛ-85, ВЛ-86, которые работают по принципу многих единиц, могут везти за собой практически любой мыслимый по массе и длине состав. Однако если используются локомотивы в голове поезда, то на сцепные устройства первых вагонов ложится большая нагрузка, которая увеличивается с длиной и массой состава. Поэтому для ведения ППМД целесообразнее использовать соединенные поезда: при этом нагрузка на сцепные приборы уменьшается, но возникает проблема управляемости, связанная с согласованными действиями нескольких локомотивных бригад особенно при движении на путях с переломным профилем с наличием вертикальных и горизонтальных кривых. В них поведение частей такого поезда различно: одна часть состава может двигаться на спуск и для нее рост кинетической энергии надо ограничить, т.е. необходимо торможение. Для другой, – которая может двигаться на подъем все нужно делать прямо наоборот. Это же будет наблюдаться и при движении в правых и левых горизонтальных кривых разного радиуса. В кривой одного радиуса одной части такого ППМД нужно ускоряться, а, другой, - замедляться. В результате в поезде возникают значительные продольные нагрузки, появляются переходные режимы тяги-торможения, от которых элементы сцепок и тормозов начинают входить в критические режимы, приводящие к их разрушению. Поэтому для согласованных действий при движении таких поездов важна не только маршрутная карта и ее соблюдение, но и чисто человеческие свойства управляющих движением людей.

Очевидно, при использовании ППМД, устройства автоблокировки нужно отключать и переходить на работу в ручном режиме, так как автоматика настроена для проезда по блок-участкам «нормальных» поездов. В этом случае возрастает нагрузка на телевидение и связь, особенно при работе в холмистой или горной местности.

Таким образом, появляется комплексная организационная проблема, связанная с подбором «здорового» подвижного состава с правильно распределенной полезной нагрузкой, с обучением и подбором людей, задействованных в данном проекте, с предварительной подготовкой пути и других сооружений железной дороги на станциях и перегонах и всего необходимого для обеспечения безостановочного движения на всем протяжении маршрута следования ППМД. Это также касается и работы локомотивных бригад. В общем, к такому процессу нужно готовиться заранее, ответственно и внимательно, всегда быть готовым к появлению внештатных ситуаций. Этот процесс по организации и проведению аналогичен тем проектам, к которым готовятся для достижения рекордных результатов.

Поезда повышенной массы – это термин управленцев; для специалистов подвижного состава более правильное название - поезда с вагонами грузоподъемностью, превышающей номинальную. Как уже указывалось, номинальная грузоподъемность определяется допускаемой нагрузкой на ось. Сейчас она составляет 23,5 т/ось; ее постепенно хотят увеличить до 25 – 30 т/ось.

Если исходить из допускаемой нагрузки на путь 103,5 кН/м, то допускаемая нагрузка на колесную пару должна составлять 36 т/ось. Такого значения достигнуть пока даже не планируется. Поэтому говорить о повышенных нагрузках на ось на наших дорогах по крайней мере некорректно.

Проблему создания вагонов большей грузоподъемности мы решали в прошлом:

- для увеличения перевозок массовых грузов на дорогах общего пользования без увеличения длины станционных путей;

- для создания большегрузных цистерн для БАМа по предполагаемой вывозке сибирской нефти на тихоокеанское побережье.

Проблема работы в этих направлениях разрешилась сама собой. В первом случае уменьшение объемов перевозок в стране после 1991 года сняло проблему создания большегрузных вагонов, а в другом, - отсутствие экспортных объемов нефти в Сибири - проблему БАМа, как альтернативу экспортному нефтепроводу.

При создании большегрузных вагонов мы не предусматривали увеличение допускаемых нагрузок на колесную пару и путь. Это достигалось увеличением осности вагонов и более полным использованием габарита подвижного состава.

На зарубежных железных дорогах ведутся работы по увеличению допускаемых нагрузок на колесную пару. Так, на железных дорогах Швеции и Норвегии с развитым тяжеловесным движением нагрузку на ось довели до 30 т/ось; в Бразилии проводят эксперименты с осевой нагрузкой 37,5 т/ось, а в Австралии достигнута нагрузка 40 т/ось; у нас вывозных путях космодрома Байконур используются вагоны с нагрузкой на ось колесной пары до 60 т/ось.

В целом, отношение к этой проблеме неоднозначное. В научном плане она представляет собой значительный интерес, а в практическом приложении – определяется экономической целесообразностью.

Таким образом, ППМ – это поезда с вагонами большей грузоподъемности, чем номинальные, по размещенные в существующих границах станционных путей, а ППД – это общие и соединенные поезда с вагонами номинальной грузоподъемности и длины, которые не помещаются в границах станционных путей и частично занимают перегонные. О таких рекордных по массе и длине поездах мы уже выше сообщали.

Литература к разделу 10

10.1. СНиП 32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм. Railways with 1520 mm track.

10.2. Железнодорожный транспорт. Энциклопедия /Гл. ред. Н.С.Конарев.-М.:Большая Российская энциклопедия, 1994.- 559.

10.3. Якунин В.И. Железные дороги России и государство. — М.: Научный эксперт, 2010. — 432 с

10.4. «Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года», утверждена Распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 года № 877-р.

10.5. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса. М.: Издательство: Интекст, 2002.- 560 с.

10.6. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации.

10.7. Чурков Н.А. История вагоностроения. СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщ., 2013.- 192 с.

10.8. Пудовиков О. Е. Управление длинносоставными и тяжеловесными грузовыми поездами. Выпуск 29. Управление большими системами. МИИТ. 1998. – 178 с.

10.9. Чурков Н.А. Общее устройство вагонов и их взаимодействие с техническими средствами железных дорог. – Спб: Петербургский гос. ун-т путей сообщ., 1997.- 120 с.

10.10. Тернбулл С. Поезда. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2012. – 48 с. – (Энциклопедия).