2.1.3. Узловой график движения поездов

Обращение поездов всех категорий внутри узла регламентирует узловой график движения. Он объединяет в единую систему действия всех подразделений узла по обеспечению всей поездной и грузовой работы, а также определяет порядок использования локомотивов.

Организация поездной работы в узле имеет свои особенности: значительная сезонная, суточная и внутрисуточная неравномерность вагонопотоков; короткопробежность передаточных и вывозных поездов; неоднородный состав поездопотоков; небольшой удельный вес времени нахождения локомотивов в движении; высокое заполнение пропускной способности отдельных соединительных линий; специализация локомотивов, обслуживающих поездное движение в узле.

Транзитные поезда, а также технические маршруты, прибывающие в узел для расформирования и формируемые в узле, имеют постоянную для каждого примыкающего к узлу направления норму веса, установленную графиком движения. Число транзитных поездов в условиях суточной неравномерности вагонопотоков устанавливается сменно-суточным оперативным планированием.

Передаточные и вывозные поезда обращаются, как правило, с переменными по величине нормами веса и длины состава. Постоянное их число обычно прикрепляется к определенному расписанию.

При нормировании размеров движения передаточных поездов необходимо учитывать, что короткие расстояния их пробега от сортировочной до грузовой станции в большинстве случаев делают невыгодной задержку вагонов на станциях под накоплением до полных составов. Опыт работы узлов показывает целесообразность быстрейшей доставки вагонов под погрузку-выгрузку неполными составами, несмотря на некоторое увеличение числа поездов, а следовательно, и поездного пробега. Размеры движения передаточных поездов, принятые за основу разработки узлового графика движения, являются одним из основных факторов, определяющих его надежность. Эти размеры устанавливают, исходя из оптимальных, а не максимальных весовых норм (состав поездов) по узловым назначениям.

О

Рис.2.1.3

птимальные размеры движения передаточных поездов устанавливают исходя из минимальных приведенных затрат , складывающихся из затрат, связанных с простоем вагонов под накоплением на сортировочной и грузовой станциях , а также с передвижением передаточных поездов по соединительным линиям , нахождением локомотивов в пунктах оборота ; и с затратами маневровых средств на расформирование-формирование поездов (рис. 2.1.3). Затраты вагоно-часов под накоплением обратно пропорциональны размерам движения: чем больше поездов данного назначения N при одном и том же среднесуточном вагонопотоке u_в, тем быстрее они накапливаются, так как уменьшается величина состава m. Поэтому функция этих затрат по аргументу N имеет криволинейный характер. Сумма приведенных затрат + + прямо зависит от размеров движения и выражается на графике прямой линией. Общая суммарная функция всех затрат = + + + криволинейна и имеет минимум, который можно определить, взяв первую производную от Е_пр по аргументу N, приравнять ее к нулю и решить полученное уравнение: =0.

Рассмотрим решение данной задачи для одногруппного назначения передаточного поезда. Выразив величину состава в вагонах m= , представим значения затрат в виде функций от переменной N:

у_н=cme_вч=с е_вч;

у_дв=2 Nl у_пкм;

у_от= Nt_обе_лч;

у_м=2Nt_ме_лчм;

где с- параметр накопления передаточных поездов;

е_вч – затраты, приходящиеся на 1 вагоно-час простоя вагонов, руб;

l – протяженность маршрута следования поезда, км;

Рис.2.1.4

у_пкм – затраты, приходящиеся на 1 поездо-км передвижения передаточного поезда. Поскольку они прямо зависят от величины состава m, то их величину можно представить в виде функции у_пкм=у^о_пкм+к₁m= у^о_пкм +к₁ , параметры которой у^о_пкм и к₁ являются условными и могут быть приближенно получены в результате аппроксимации фактических данных (рис.2.1.4).

t_об- среднее время нахождения локомотивов в пункте оборота, час. Обработка статистических данных показывает, что эту величину также можно аппроксимировать в виде линейной зависимости t_об=t^о_об+к₂ , в результате чего получить значение условных параметров t^о_об и к₂;

е_лч – затраты, приходящиеся на 1 локомотиво-час поездного локомотива с бригадой (расходная ставка), руб;

t_м – среднее время, затрачиваемое маневровым локомотивом на формирование и расформирование поезда, которое прямо зависит от числа вагонов в составе поезда и аналогично может быть выражено зависимостью t_м= t^о_м +к₃ с условными параметрами t^о_м и к₃, значения которых устанавливаются путем аппроксимации фактических данных;

е_лчм – затраты, приходящиеся на 1 локомотиво-час маневрового локомотива с бригадой (расходится ставка), руб.

С учетом установленных зависимостей суммарная функция затрат получает выражение:

Е_пр=с е_вч +2 Nl(у^о_пкм +к₁ )+ N е_лч(t^о_об + +к₂ )+2 N е_лчм(t^о_об +к₃ ).

Приведя эту функцию к виду, удобному для логарифмирования будем иметь:

Е_пр= с е_вч +2 Nl у^о_пкм +2lк₁u_в+ Nе_лч t^о_об +е_лчк₂ u_в+2 N е_лчм t^о_м +2 е_лчм к₃ u_в

Дифференцируя эту функцию по аргументу N, получаем ее первую производную:

= - с е_вч +2l у^о_пкм +е_лч t^о_об +2е_лчм t^о_м.

Приравняв данное выражение к нулю и решая полученное квадратное уравнение относительно N, определяем оптимальные размеры движения поездов рассматриваемого назначения:

N_опт=

Оптимальная величина состава передаточного поезда будет m_опт= . Она не должна превышать максимально допустимую норму состава m_опт≤ m_max.

Существуют две принципиально различные системы организации передаточного движения в узле: по стабильному узловому графику и по оперативному диспетчерскому плану, разрабатываемому на ближайшие 2–3 ч с использованием максимального узлового графика.

Наиболее совершенной формой организации движения передаточных поездов в узле является стабильный (твердый) узловой график с жесткой увязкой оборота передаточных локомотивов, который предусматривает регулярное отправление постоянного числа передаточных поездов по расписанию независимо от наличия вагонов на станции данного назначения. При этом разрыв между оптимальной и максимальной нормами состава передаточных поездов позволяет гасить возрастание вагонопотоков вследствие суточной неравномерности без изменения размеров движения.

Стабильный график позволяет лучше обеспечить безопасность движения в местах пересечения железнодорожных линий и городских магистралей и иметь наименьшие потери пропускной способности при сложных враждебных пересечениях. Оборот локомотивов и режим работы бригад лучше увязываются в графике движения и осуществляются на участке, если поезда находятся в ежедневном обращении по постоянным расписаниям. Отпадает необходимость в вызывной системе работы локомотивных бригад. Важное преимущество стабильный узловой график создает и в технологии местной работы. Грузовые станции могут заранее подготовиться к прибытию вагонов, заблаговременно информировать клиентуру и организовать общие места для приема и выдачи грузов. Расширяются возможности планирования погрузки по направлениям и поездным назначениям с наименьшим простоем вагонов в ожидании отправления на грузовой станции.

Узловой график для транзитных и транзитно-местных узлов разрабатывается в следующем порядке. Сначала по действующему расписанию прокладываются пассажирские и пригородные поезда. Затем наносят транзитные грузовые поезда при согласовании их расписания с графиком движения на примыкающих к узлу участках. После этого наносят специализированные по узловым назначениям расписания стабильной части узлового графика передаточных поездов с одновременной увязкой оборота прикрепленных к ним передаточных локомотивов и с учетом расписания пассажирских, пригородных и транзитных грузовых поездов на соединительных линиях узла. Далее прокладывают вывозные поезда и не охваченную стабильным графиком часть передаточных поездов и, наконец, наносят нитки графика для передачи составов пассажирских и других поездов.

Узловой график для местных узлов после прокладки расписания пассажирских и пригородных поездов составляют, начиная со стабильной части графика движения передаточных поездов и оборота прикрепленных передаточных локомотивов. После этого наносят транзитные и вывозные поезда.

Для малых и отдельных средних узлов специальный узловой график не составляется, а поезда, обслуживающие местную работу станций узла, включаются в общий график движения для одного из примыкающих участков.

Для погашения сезонной неравномерности разрабатываются варианты узлового графика: на осенний (июль-декабрь), зимний (январь-февраль), весенне-летний (март-июнь) периоды.

Надежность узлового графика по погашению суточной и внутрисуточной неравномерности обеспечивается за счет разрыва между максимальной (графиковой) и оптимальной величиной состава. Кроме того могут применяться такие меры, как формирование передаточных поездов повышенного веса и длины; использование по отдельным назначениям, близким по норме оборота локомотивов, "елочного" графика движения передаточных поездов; прокладка ниток графика с максимально возможной равномерностью по каждому назначению; использование диспетчерских локомотивов для вывоза с сортировочных и грузовых станций дополнительных передаточных поездов в часы пик; отмена поездов при отсутствии вагонов к отправлению по специализированной нитке и на сортировочной и на грузовой станциях; внедрение групповой системы формирования передаточных поездов; строгая дисциплина выполнения узлового графика движения.

Размеры движения транзитных грузовых поездов в узле не являются постоянными, и интервалы между поступлением этих поездов в узел носят не детерминированный, а вероятностный характер. Учитывая это, транзитные поезда нельзя включать в стабильную часть узлового графика, имеющую жесткую увязку оборота передаточных локомотивов. Движение этих поездов осуществляется по ниткам узлового графика, согласованным с графиком движения поездов на прилегающих участках. Обслуживаются они магистральными, вывозными, диспетчерскими локомотивами по оперативному диспетчерскому плану.