2. Расчет пропускной способности железнодорожной линии

Общие понятия. Период графика.

Труднейший и ограничивающий перегоны

Пропускной способностью железнодорожной линии называется максимальное число поездов или пар поездов установленной массы и длины, которое может быть пропущено по данной линии в единицу времени (сутки, час) при имеющейся технической оснащенности, принятом типе графика и заданном числе пассажирских поездов.

Пропускная способность линий, специализированных для пассажирского движения, рассчитывается в пассажирских поездах в сутки, на пригородных участках — в поездах в 1 час.

Провозной способностью линии называется максимальный объем перевозок, который может быть освоен при данной пропускной способности, имеющемся числе локомотивов, вагонов, обеспеченности электроэнергией, топливом, кадрами и другими ресурсами.

Для проверки соответствия пропускной и провозной способностей необходимо для размеров движения, определяющих пропускную способность, рассчитать потребные вагонный и локомотивный парки, число локомотивных бригад и т.д.

Различают понятия наличной, проектной и потребной пропускной способности.

Наличная — это пропускная способность, которая может быть реализована при существующей технической оснащенности линии.

Потребной называется пропускная способность, которая должна быть обеспечена при заданных размерах пассажирского и грузового движения с резервом, определенным на направлении.

Проектная — это та пропускная способность, которая может быть достигнута при осуществлении реконструктивных мер по условиям технической оснащенности.

Пропускная способность линии определяется по ее элементам: перегонам, станциям, устройствам электроснабжения, средствам связи по движению поездов, устройствам локомотивного и вагонного хозяйства и т.д.

Поскольку указанные технические устройства работают в едином комплексе, необходимо рассчитать пропускную способность каждого из них. Результативной пропускной способностью для всей линии будет та, которая окажется наименьшей.

Диспропорции в пропускной способности элементов быть не должно. При выявлении ограничивающего элемента решается вопрос усиления его за счет технического переоснащения или проведения организационных мер (изменение типа графика, внедрение передовых приемов труда и т. д.).

Пропускную способность по основным элементам изображают в виде диаграммы, на которой по горизонтали отображают элементы (перегоны, станции, де- по, устройства электроснабжения), по вертикали — пропускную способность каждого из них.

Диаграмма пропускной способности разрабатывается для расчета числа поездов, которое может быть пропущено по направлению, и для выявления «узких» мест в пропускной способности.

Суточную наличную пропускную способность определяют с учетом технологических перерывов в движении для работ по текущему содержанию и ремонту технических средств и коэффициента их надежности.

Для обеспечения устойчивой работы на линии при расчетах обязательно проектируется резерв в размере 10—20 %.

Пропускную способность определяют на всем протяжении участков с одинаковым техническим оснащением.

Перегоны участка могут иметь различную пропускную способность из-за схемы прокладки, перегонных времен хода поездов, величин станционных и межпоездных интервалов.

Для определения пропускной способности участка (линии) по перегонам берется в расчет перегон с наименьшей пропускной способностью. Такой перегон называется ограничивающим. На нем период графика является максимальным.

Ограничивающий перегон, как правило, совпадает с труднейшим, на котором сумма перегонных времен хода в четном и нечетном направлениях наибольшая.

Чет

В 16/17 н 17/15 м 20/22 л 14/16 к 16/17 и 16/14 Б

неч

Перегон м-л является труднейшим.

В общем виде формула для расчета пропускной способности перегона имеет вид:

, (12)

где — продолжительность технологического «окна», мин, которая принимается на однопутных участках с годовой грузонапряженностью в одном направлении до 30 млн т · км брутто на 1 км — 60 мин, более 30 млн т · км брутто — 90 мин; на двухпутных с грузонапряженностью до 130 млн т · км брутто на 1 км — 120 мин, более 130 млн т · км — 180 мин; — нормативный коэффициент надежности с учетом отказов в работе постоянных устройств (пути, СЦБ и связи, электроснабжения) принимается равным на двухпутных линиях — 0,97; на однопутных — 0,98; а с учетом отказов подвижного состава его надо принимать по табл. 2 ; Т — период графика, мин; К — число поездов (или пар поездов) в периоде.

Таблица 2

Значения нормативных коэффициентов надежности

и расчетных интервалов между поездами

Период, мин	Значения αн для однопутного участка	Расчетный интервал, мин, при автоблокировке	Значения αн для однопутного-двухпутного и двухпутного участков
30 40 50	0,94 0,95 0,96	6 8 10	0,90/0,91 0,92/0,93 0,93/0,94

Примечание. В числителе — при тепловозной тяге, в знаменателе — при электровозной.

Рис. 10. Схемы пропуска поездов через ограничивающий перегон:

а — с ходу на ограничивающий перегон; б — нечетные поезда без остановок через ограничивающий перегон; в — с ходу с ограничивающего перегона; г — четные поезда без остановок через ограничивающий перегон

Периодом графика называется время, занимаемое на графике повторяющейся группой поездов, характерной для данного типа графика.

Из формулы (12) видно, что пропускная способность обратно пропорциональна периоду графика. Поэтому перегон, имеющий наибольший период графика, является ограничивающим, т. е. определяющим пропускную способность участка в целом.

В зависимости от порядка следования поездов через ограничивающий перегон период графика может принимать различные значения.

Существуют четыре возможные схемы пропуска поездов через ограничивающий перегон (рис. 10). Оптимальной из них будет схема с наименьшим периодом графика.

Расчет пропускной способности на однопутном перегоне «Б-В».

(13)

1. = 20 + 2 + 4 + 22 + 2 + 4 = 54 мин

(14)

2. = 20 + 1 + 2 + 22 + 2 + 4 = 51 мин

(15)

3. = 2 + 22 + 1 + 2 + 20 + 1 = 48 мин

(16)

4. = 22 + 1 + 20 + 4 + 2 + 4 = 53 мин

· 1 = 25пар

Пропускная способность двухпутных перегонов

Таблица 3

Значения нормативных коэффициентов пакетности в зависимости от путевого развития пунктов, ограничивающих перегон

Путевое развитие раздельных пунктов, ограничивающих перегон (включая главный путь)	Значение αп для графиков
	парного	непарного в грузовом движении при βн
		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
На обоих раздельных пунктах по четыре приемо-отправочных пути	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
На обоих раздельных пунктах по три или на одном три, а на другом четыре приемо-отправочных пути	0,7	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9
На одном раздельном пункте три, а на другом — два приемо-отправочных пути	0,5	0,6	0,7	0,7	0,8	0,9
На обоих раздельных пунктах по два приемо-отправочных пути при условии, что на смежных с ними пунктах: — по три пути; — на одном три, на другом два пути; — на обоих по два пути	0,4 0,3 0,2	0,6 0,5 0,4	0,7 0,6 0,6	0,8 0,7 0,7	0,8 0,8 0,8	0,9 0,9 0,9

Пропускная способность двухпутных перегонов при безостановочном следовании поездов через раздельные пункты по каждому пути при автоблокировке и диспетчерской централизации определяется по формуле:

= , (17)

где J — расчетный межпоездной интервал в пакете, мин (рис. 11).

При полуавтоблокировке, телефонных и телеграфных средствах связи по движению поездов расчет ведут по формуле:

= , (18)

где — время хода грузового поезда по ограничивающему перегону, мин; — станционный интервал попутного следования поездов, мин (рис. 12).

Рис. 11. Интервал между Рис. 12. Интервал попутного

поездами в пакете следования

= = 183 пары

Пропускная способность перегонов

при непараллельном графике

При непараллельном графике пропускную способность, рассчитанную для параллельного графика, надо распределить с помощью коэффициента съёма между поездами разных категорий (пассажирских, в том числе пригородных; грузовых, в том числе ускоренных и сборных).

Часть времени суток при непараллельном графике не может быть использована для прокладки обычных грузовых поездов из-за пропуска пассажирских, пригородных, ускоренных грузовых сборных и др. поездов.

Это время называется временем съёма.

Время съёма грузовых поездов пропуском пассажирского поезда определяется по формуле:

= + , (19)

Где — время занятия перегона непосредственным пропуском пассажирского поезда; — время, которое не может быть использовано для прокладки грузового поезда, так как оно не кратно времени хода грузового поезда или периоду графика (время дополнительного съёма).

Время дополнительного съёма зависит от степени неидентичности перегонов по времени хода. Чем идентичнее перегоны, тем более высокие значения времени дополнительного съёма. Зависит оно также от расположения поездов на графике.

Расчет пропускной способности при непараллельном графике ведется через коэффициент съёма.

Коэффициентом съема называется число, показывающее, сколько грузовых поездов (или пар поездов) снимается одним пассажирским поездом (или парой поездов).

представляет собой отношение времени съема к времени занятия перегона грузовым поездом:

= = + = + , (20)

где — коэффициент основного съема (эквивалент пассажирских поездов); — коэффициент дополнительного съема, определяемый по эмпирическим формулам (его величина колеблется в пределах 0,3…0,4).

На однопутных линиях время занятия перегона определяется для пары пассажирских и пары грузовых поездов (рис. 13, а), а на двухпутных для одного грузового и одного пассажирского поезда в каждом из направлений движения в отдельности (рис. 13, б).

Аналогично определяются коэффициенты съема и для других категорий поездов.

Коэффициенты съёма:

= 1 для 1-путных линий;

= 2 для 2-путных линий при автоблокировке;

= 1,8 для 1-путных и = 2,5 для 2-путных линий.

Рис.13. Схемы занятия перегонов пассажирскими поездами и время съема грузовых поездов пропуском пассажирских:

а — на однопутной линии (основной съём); б — на двухпутной (дополнительный и основной съём)

Для сокращения пассажирские поезда можно прокладывать пачками, но не более трех поездов в пачке. Пачковая прокладка ведет к неравномерности расположения грузовых поездов на графике, что, в свою очередь, вызывает затруднения на станциях при обработке поездов, прибывших в пачке, и в ряде случаев, — к увеличению простоев локомотивов в пунктах оборота.

можно снизить сокращением числа стоянок поездов за счет концентрации грузовой работы на меньшем числе станций.

В случае преимущественного грузового движения пропускная способность для однопутного перегона определяется по формуле:

= – · N – ( –1) · , (21)

где — наличная пропускная способность участка при параллельном графике; , — коэффициенты съёма соответственно для пассажирских и сборных поездов; , , — число поездов (пар поездов) различных категорий.

Значения коэффициента съема можно получить расчетом в соответствии с Инструкцией МПС по расчету наличной пропускной способности железных дорог.

В случае преимущественного грузового движения пропускная способность для двухпутного перегона определяется по формуле:

= – · – · – ( –1) · , (22)

= 25 – 1 · 1 – (2–1) · 1 = 23 пары

= 183 – 2 · 3 – 1,8 · 6 – (2,5 – 1) ·1 = 177 – 10,8 – 1,5 = 168 пар