книги из ГПНТБ / Ветухов Е.А. Грузовые станции

Иное положение создается для последовательно расположенного сквозного грузового двора, поскольку при вытягивании вагонов с про­ тивоположной стороны расположения парков потребуется дополни­

т. е. расстояние перестановок внутри грузового двора по сравнению

ступиковыми типами сокращается.

Вэтих формулах:

Куб —• доля вагонов, переставляемых при уборке с противополож­ ной стороны (в общем случае 0,5);

/п —-длина парка станции, из которого переставляются вагоны; / г— длина горловины, связывающей парк с /рузовым двором; /с — расстояние между парком и началом грузового двора (или

точки подключения к вытяжному пути); /пер — длина переставляемого состава на вытяжной путь;

X— часть длины грузового двора до места подачи под погрузку или выгрузку;

/дв — длина грузового двора; хх— часть грузового двора, в пределах которого производит­

ся перестановка вагонов внутри грузового двора; /'пер — длина переставляемых составов внутри грузового двора.

Все же, несмотря на уменьшение расстояния перестановки внутри грузового двора при последовательном размещении и сквозном его типе, общее расстояние передвижения увеличивается. Расстояние это резко сократится, если через вытяжной путь, расположенный с противоположной стороны парков, производить только внутренние перестановки. Тогда величина Lnep уменьшится на і(уб (/дв + /пер + + /'г) при значительном числе вагонов, переставляемых внутри грузо­ вых дворов.

Таким образом, изменение расстояния перестановки вагонов из пар­ ков на грузовой двор и обратно и внутри его оказывает непосредствен­ ное влияние на выбор того или иного типа грузового двора. При задан­ ной скорости передвижения и других заданных условиях величины

Lnep и Lnep по существу определяют изменения показателей для рассмат­ риваемых типов и приведенных расходов.

В связи с различными расстояниями перестановки вагонов из парков на грузовой двор и обратно при различных типах грузовых стан­ ций потребуется и различная затрата часов маневровой работы, а именно:

49

а) для тупикового типа с параллельно расположенным грузовым дбо ром:

б) для тупикового типа с последовательно расположенным двором:

г) для сквозного типа с параллельно расположенным двором:

Перестановка передач из парков на погрузочно-разгрузочные фрон­ ты грузового двора вызовет дополнительное время задержки вагонов на станции и при заданных пв и ѵ будет изменяться при различном рас­ стоянии передачи Lnep. Для всех схем величина такой задержки в сут­ ки будет

'7~'Вч 2tiBLnep

* пер------------------- >

V

где пв — число выставляемых вагонов.

Наличие на станции тупикового грузового двора может вызывать также дополнительную задержку вагонов в ожидании уборки с погру­ зочно-разгрузочных фронтов, возникающую при неравномерной пода­ че и уборке вагонов и в связи с необходимостью переработки местных вагонов для передачи в системе железнодорожного узла,

где ßB — коэффициент, учитывающий количество вагонов, находя­ щихся в ожидании уборки;

^мар — время приготовления маршрута при уборке вагонов.

50

Следовательно, изменения эксплуатационных показателей работы грузовых станций при различных схемах могут возникать в зависимос­ ти от расстояния передвижения между парками и грузовым двором и внутри его, т. е. от изменения величин:

/у>МЧ гтпВЧ /-рВЧ

* пер» * пер» ож *

Возможные задержки автомобилей при переезде на сквозном грузо­ вом дворе и при отсутствии путепррводов могут быть определены сле­ дующим образом:

где a„ — количество поступающих автомобилей на грузовой двор

впериод перестановки составов в течение суток;

а3 — коэффициент, учитывающий неравномерное поступление автомобилей в период перестановки составов;

t3aK — время закрытия переезда до передачи состава. Сокращение задержек автомобилей и доведение их до минимума

может быть достигнуто правильной системой организации расстановки вагонов с соблюдением расписания подач и подхода автомобилей, од­ нако полное устранение их достигается устройством путепроводов.

Пробеги автомобилей внутри сквозного грузового двора не только не увеличиваются, но в ряде случаев и сокращаются. Величина этих пробегов зависит во многом от системы подъезда автомобилей на гру­ зовой двор со стороны города.

Как известно, на ряде грузовых дворов имеется лишь один въезд, и в этом случае пробег автомобилей определится так:

/д! — среднее расстояние пробега автомобилей по территории двора;

/'ав — среднее расстояние пробега автомобилей из одного района грузового двора в другой;

а'и — количество автомобилей, проезжающих из одного района двора в другой;

/пов — расстояние пробега автомобилей при поворотах.

При двустороннем въезде с разных сторон грузового двора величина пробега сокращается и будет определяться следующим образом:

51

Особенно сократится пробег автомобилей внутри грузового двора при устройстве въездов посредине грузового двора. В этом случае сред­ ний пробег будет равен

При этом следует учесть, что на грузовых станциях с крупными гру­ зовыми дворами пересечения автоподъездов с железнодорожными пу­ тями, как правило, будут проектироваться в разных уровнях.

Устройство сквозных дворов в связи с необходимостью соединения их с парками с двух сторон потребует некоторых дополнительных устройств. К числу таких устройств относятся: соединительные пути, стрелочные переводы и в необходимых случаях путепроводы. Потре­ буются и дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с со­ держанием этих устройств, и они должны быть учтены при расчетах приведенных расходов для сравнения тех или иных типов грузовых дворов.

Приведенные расходы при наличии тупиковых дворов по различа­ ющимся показателям могут быть определены следующим путем:

а для сквозных

^су = -^ст + Эсп; ЕС = £С ст + £С сп + ЕСт ,

гДе Зпер, >9пер — соответственно при тупиковом и сквозном грузовом дворе годовые эксплуатационные расходы, затра­ чиваемые на маневровую работу при перестановке вагонов;

Зпер> >9пер — соответственно при тупиковом и сквозном грузовом дворе годовые эксплуатационные расходы, свя­ занные с временем нахождения вагонов на станции при перестановке их;

тмативный срок окупаемости);

§2

На основании указанных расчетов может быть определена степень целесообразности применения той или иной схемы расположения грузового двора, а также ее зависимость от рассмотренных показа­ телей и прежде всего от расстояния перестановки.

В большинстве случаев наименьшие затраты для безгорочных стан­ ций получаются при сквозном типе и параллельно расположенном грузовом дворе, а при тупиковом типе с последовательным располо­ жением грузового двора. Обычно менее эффективными оказываются схемы тупиковые с параллельным и сквозные с последовательным рас­ положением дворов. Рентабельность последнего варианта увеличи­ вается при выполнении маневров только по перестановке вагонов внут­ ри двора с противоположной стороны соединения парков с грузовым двором.

При сооружении сквозных грузовых дворов значительную долю расходов составляют затраты, связанные с дополнительными устрой­ ствами, и в частности с сооружением путепровода. С уменьшением этих расходов эффективность применения сквозных грузовых дворов с па­ раллельным расположением их будет непрерывно возрастать. В отдель­ ных случаях в зависимости от рельефа местности, отводимой длины площадки и других условий может возникать возможность примене­ ния сквозного типа с последовательным расположением грузового двора.

Резко увеличивается эффективность применения сквозного типа безгорочной станции с параллельным расположением грузового двора в случае увеличения количества вагонов, перерабатываемых на станции.

Если при этом учесть, что сквозные типы станций имеют ряд дру­ гих преимуществ, трудно учитываемых в денежном выражении, как, например, увеличение пропускной способности, поточности в работе и другие, то станет ясной целесообразность расширения сферы приме­ нения сквозных типов.

На горочных грузовых станциях, в частности с учетом возможности непосредственной сортировки вагонов на короткие пути, размещае­ мые в сторону грузового двора, чаще всего наиболее выгодным будет последовательное расположение сквозного грузового двора в отличие от ранее установленных положений для безгорочных станций.

При этом недостатки, присущие последовательно расположенным сквозным грузовым дворам, по отношению к парку прибытия устра­ няются на горочных станциях не только спуском вагонов под действи­ ем силы тяжести, но и рациональным расположением парка отправ­ ления, на который подаются вагоны после операций на грузовом

дворе.

Как правило, наиболее эффективным будет параллельное по отно­ шению к грузовому двору расположение парка отправления, обеспе­ чивающее возможность перестановки вагонов с противоположной сто­ роны роспуска, а при свободности горки и одновременное вытягивание части вагонов в сторону горки, в результате чего значительно сокра­ щаются время перестановки и весь цикл маневровой работы на рас­ сматриваемых станциях.

53

Следовательно,при про­ ектировании горок на гру­ зовых станциях возникает целесообразность приме-, нения комбинированного расположения грузового двора и парков.

Эффективность приме­ нения сквозных грузовых станций определится до­ полнительной экономией эксплуатационных расхо­ дов, получаемой от сокра­ щения пробега поездов внутри узла, и времени на­ хождения в узле местных вагонов.

Однако следует учитывать и капиталовложения, необходимые для сооружения дополнительного соединительного пути.

Экономичность сквозной станции особенно возрастает при на­ личии двух сортировочных станций в узле, с которых вагоны посту­ пают на грузовые станции (рис. 28).

В общем случае выгодность применения сквозной грузовой стан­

54

Произведенные по рассмотренным выше формулам подсчеты пока­ зывают, что при 400 физических вагонах, поступающих на грузовой двор безгорочных станций, с учетом различных условий общее расстоя­ ние перестановки вагонов на тупиковых дворах, расположенных па­ раллельно паркам, колеблется от 2,3 до 3,4 км и при последователь­

ответственно снижается до 1,4— 2,1 км и для внутренней перестанов­ ки до 0,65 — 1,0 км. При этом значительно снижается время нахож­ дения вагонов с учетом этих перестановок и в ожидании уборки. Приведенные расходы соответственно снижаются с учетом расходов на строительство дополнительных устройств при сквозном параллель­ но расположенном грузовом дворе по сравнению с так же располо­ женным тупиковым грузовым двором на сумму от 7 до 14 тыс. руб.

2.Расчет числа путей

ипропускной способности грузовых станций

Расчет числа путей в парках грузовых станций тесно связан с рядом особенностей их работы. Обычно число прибывающих поездов, как пра­ вило передаточных, сравнительно не велико и в ряде случаев не пре­ вышает 10 в сутки.

Формирование поездов часто осуществляется лишь до ближайшей сортировочной станции, расположенной в том же узле, что и грузовая станция, а сортировка вагонов производится в адрес расположенных в пределах этой же станции погрузочно-выгрузочных пунктов или примыкающих к ней подъездных путей.

Как отмечалось ранее, в этих условиях возможно объединение всех путей в один парк, включая и сортировочные, т. е. при свободности пути такого парка могут быть использованы для разных целей.

Однако при расчете числа путей надо учесть и ряд сложностей, в частности дробность поступаемого потока, элементы ожидания, свя­ занные с соответствующей загрузкой погрузочно-разгрузочных фронтов и с вывозом передаточных поездов на сортировочные станции.

Несколько иначе решается задача о числе путей при специализа­ ции парков, и в частности при выделении сортировочных путей.

За последнее время многие специалисты посвятили исследования оптимальному решению вопроса о числе путей на станциях. Этим во­ просам посвящены исследования В. М. Акулиничева, И. Б. Сотникова, Н. Н. Шабалина, Н. И. Федотова, А. В. Быкадорова, К- К. Таля, И. Г. Тихомирова, П. С. Грунтова, Е. А. Сотникова и других.

55

И. Е. Савченко расширены и уточнены вопросы определения числа путей по интервалу.

В основном большинство специалистов используют для расчетов числа путей теорию массового обслуживания, а некоторые применяют методику расчета при помощи математического моделирования. Ука­ занные выше исследования в меньшей мере затрагивают вопросы оп­ ределения числа путей на грузовых станциях с учетом рассмотренной ранее специфики их работы.

Поскольку в предложенных методах расчета числа путей широко ис­ пользуется теория массового обслуживания, то следует напомнить, что показатели процесса обслуживания зависят от закономерности поступ­ ления требований и характера обслуживания. При этом в различных работах для расчета применены различные законы распределения с учетом того, что закон распределения случайной величины представ­ ляет собой соотношение, устанавливающее связи между возможным значением случайной величины и вероятностью ее появления. Боль­ шое распространение получили расчеты числа путей по Пуассоновско­ му распределению входящего потока.

Применяются также в определенных случаях Эрланговское и нор­ мальное распределения.

Для решения ряда задач фактически имеющееся распределение вы­ ражается через один из видов теоретических распределений, которые проверяются по критерию согласия Пирсона, Колмогорова и др.

При этом используются числовые характеристики случайных величин: математическое ожидание (среднее значение), дисперсия, среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации.

По Пуассоновскому распределению, используемому для опреде­ ления числа путей в парке, вероятность появления событий за опре­ деленный период определяется по формуле

где k — число событий;

t — период появления событий;

К — средняя интенсивность потока требований, поступивших за период t\

е — основание натурального логарифма.

(При этом следует иметь в виду, что распределение вероятностей появ­ ления событий зависит от одного параметра А, и в этом случае мате­ матическое ожидание равно дисперсии К = о2.)

Однако для установления взаимодействия между потоком требо­ ваний и временем обслуживания существенным фактором является рас­ пределение интервалов между требованиями.

Известно, что при потоке Пуассона вероятность того, что за время t не поступит ни одного требования, т. е. вероятность того, что интервал между требованиями будет не меньшим величины t, можно определить по формуле

P ( j > t ) = Po(t) = e - v .

Е6

Функция распределения величины интервалов между требования­ ми, определяющая вероятность того, что интервал между требования­ ми не превысит величины /, определится:

Р ( / < t) = F ( t ) = 1— е -Ч

При этом производная от указанной функции распределения вы­ ражает плотность распределения интервалов

f(t) = lF(t)]' = hr-H.

Изложенное показывает, что один и тот же поток может быть оха­ рактеризован либо Пуассоновским распределением числа событий за определенное время, либо показательным-распределением интервалов между этими событиями.

Математическое ожидание интервала между событиями опреде­ ляется величиной, обратной плотности потока М [/] = j-, а диспер­

Используя разработанные нашими учеными методы расчета, число путей для поездов, поступающих на грузовую станцию, можно опреде­

Расчетный интервал определяется общеизвестным методом.

При определении числа путей для составов, убираемых с грузового

5 7

/расч — расчетный интервал между уборками с грузового двора;

Iот — расчетный интервал между отправлением поездов; Рj — вероятность отправления за час поездов;

jVot — число отправляющихся поездов;

P tN от — максимально возможная мощность пачки отправляю­ щихся поездов.

Применяя теорию массового обслуживания и пользуясь методом, разработанным И. Б. Сотниковым на основе Эрланговского распре­ деления, можно упрощенным способом определить число путей в парке

При этом следует иметь в виду, что функция плотности вероятности интервалов прибытия (или длительности обслуживания)

К — параметр в Эрланговском распределении случайной величины (/);

Параметры в Эрланговском распределении Кі и К могут быть оп­ ределены по статистическим данным или на основе наблюдений.

Кі — параметр в Эрланговском распределении интервалов между по­ ступлением в парк поездов;

К — параметр в Эрланговском распределении интервалов между по­ дачами на грузовой двор (или между отправлением поездов);

ф — загрузка системы;

фNйіод . гп _ Аtyf)

24 ’ Ф “ 24

Число путей в сортировочном парке определяется заданными усло­ виями сортировки вагонов по пунктам погрузки и выгрузки, установ-

58