Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Развитие методов этапного овладения перевозками на двухпутных линиях при обращении длинносоставных грузовых поездов. Монография
.pdf
91
В качестве технико-экономических показателей горловины примем:
− число вновь укладываемых (перекладываемых) стрелочных переводов (zс.);
− объем земляных работ, связанных с реконструкцией (V
зем.
);
− дополнительные затраты на централизацию, сигнализацию и т.д. (С
сцб
);
− длину горловины (Li);
− число взаимосвязей различных путей через горловину (Квi);
− число сочетаний различных параллельных маршрутов (ΣМпi);
− степень маневренности (Смi);
− приведенные затраты (Пi) или отдельно капитальные затраты на строи-
тельство (К
i
);
− эксплуатационные расходы на содержание (Сi) горловины;
− годовые расходы (З
год
), связанные с дополнительным простоем подвижного состава из-за задержек по враждебности на пересечениях маршрутов
передвижений.
Длина горловины (L
i
) во многом зависит от ее конструкции и может быть
ориентировочно определена от первой стрелки, ведущей на станцию, до наибо-
лее удаленной точки с другой стороны горловины (предельный столбик в междупутье или изолирующий стык рамного рельса стрелочного перевода).
Под взаимосвязью (Квi) понимается возможность осуществления одного
полурейса передвижения без изменения направления движения с пути одного
устройства на путь другого устройства через горловину. При этом пути, имею-
щие один общий выход, позволяющий совершить одновременно только одно
передвижение, можно рассматривать как один элемент.
Горловины станции должны обеспечивать в необходимых случаях одновременно два и более передвижения по параллельным маршрутам. Например, в
одной горловине может быть несколько трехпараллельных передвижений
(ΣМ
п
3
) или двухпараллельных передвижений (ΣМ
п
2
). В итоге общее количество
сочетаний параллельных маршрутов различных категорий соответственно со-
ставляет ΣМ
п
общ
= ΣМ
п
3
+ ΣМ
п
2
.
На практике часто возникают ситуации, когда некоторый участок горло-
вины временно исключают из «прямого» маршрута, а движение организуют по
дополнительным маршрутам. Возможность осуществлять такие передвижения
называется маневренностью в горловине.
92
Рис. 4.1. Классификация реконструктивных мероприятий промежуточных станций
Реконструкция
С удлинением путей
Без удлинения
С изменением количества путей
Без изменения количества путей
С удлинением путей
Без удлинения путей
Все пути
Часть путей
1-2 пути
С изменением конструк-
ции горловины
Сокращение
длины
горловины
Увеличение
количества
параллельных
ходов
Уменьшение
количества
параллельных
ходов
Переключение
части путей
из
одной секц
ии в
другую
Спрямлени
е
главных путей
с
выносом на новую
трассу
Изменение
специализации
путей (с укладкой
новых съездов)
Все пути
Часть путей
1-2 пути
Без изменения кон-
струкции горловины
С изменением конструк-
ции горловины
Сокращение
длины
горловины
Увеличение
количества
параллельных
ходов
Уменьш
ение
количества
параллельных ходов
Переключение
части путей из
одной секции в
другую
Спрямление
главных путей, с
выносом на новую
трассу
Изменение
специализации
путей (с укладкой
новых съездов)
Без изменения кон-
струкции горловины
93
Рис. 4.2. Классификация реконструктивных мероприятий технических станций
Реконструкция
С удлинением путей
Без удлинения
С изменением количества путей
Без изменения количества путей
С удлинением путей
Без удлине-
ния путей
Все пути
Часть путей
1–2 пути
(обгонные)
С изменением конструк-
ции горловины
Все пути
Часть путей
1–2 пути
(обгонные)
Без изменения кон-
струкции горловины
С изменением конструк-
ции горловины
Сокращение
длины
горловины
Увеличение
количества
параллельных
ходов
Уменьшение
количества
параллель
-
ных ходов
Переключе
-
ние части
путей из
одной
секции в
другую
Спрямление
главных путей
с выносом на
новую трассу
Изменение
специализа
-
ции путей
(с укладкой
новы
х
съездов)
Без изменения
конструкции
горловины
С укладкой
обходных
путей
ПП
ПО
ПОП
СП
ТП
Все парки
С изменением конструкции
сортировочных устройств
Увеличение высоты
горки
Усиление мощности
тормозных позиций
Дополнительный путь
надвига
Дополнительный путь
роспуска
Обходной путь вокруг
горки
Внедрение новых
средств механизации и
автоматизации
94
Степенью маневренности (Смi) в горловине называется отношение общего ко-
личества дополнительных маршрутов (ΣМ
д
) к количеству путей в горловине (Σmг):
=
г
д
м
m
М
С
, (4.1)
если горловина имеет большую степень маневренности и при прочих равных
условиях позволяет сократить задержки в передвижениях подвижного состава
за счет использования дополнительных маршрутов.
Зная длину горловины, число путей и стрелочных переводов в ней, определяем капитальные затраты на ее строительство (К):
К = ΣК
п
· lп + ΣКс · zс + ΣК
зем
· V
зем
, тыс. руб., (4.2)
где: Кп — капитальные затраты на 1 км пути в горловине, тыс. руб.;
lп — общая длина путей в горловине, км;
К
с
— капитальные затраты на 1 стрелочный перевод с учетом устройств
ЭЦ, тыс. руб.;
zс — число стрелочных переводов;
К
зем
— капитальные затраты на 1 м3 земляных работ;
V
зем
— объем земляных работ при реконструкции горловины.
Эксплуатационные расходы на содержание горловины (С) определяются:
С = Σе
п
· lп + Σес · zс, тыс. руб., (4.3)
где: еп — стоимость содержания 1 км пути в горловине, тыс. руб./год;
е
с
— стоимость содержания 1 стрелочного перевода, тыс. руб./год.
Часто для сравнения вариантов определяют приведенную стоимость (П)
строительства и содержания конструкций горловин как:
П = Е
н
· К + С, тыс. руб., (4.4)
где: Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.
Для расчета годовых расходов (З
год
), связанных с дополнительным про-
стоем подвижного состава из-за задержек по враждебности на пересечениях
95
маршрутов, можно определить ориентировочно, согласно [80], суточную продолжительность задержек для равноправных и неравноправных маршрутов.
Годовые расходы на задержки (З
год
) определяются по формуле:
З
год
= (365·Σt
зад i
· ej)·10–3, тыс. руб./год, (4.5)
где: t
зад I
— суточная продолжительность задержки подвижного состава на i-м
маршруте передвижения, час;
ej — стоимость одного часа простоя j-го подвижного состава, руб./час.
Таким образом, указанные технико-экономические показатели характери-
зуют качество конструкции и на основе нижеизложенной методики позволяют
выбрать в зависимости от конкретных условий рациональные горловины раздельных пунктов.
Стратегия выбора рациональной горловины основана на заранее приго-
товленных нескольких вариантах ее реконструкции и определения их техникоэкономических показателей. Алгоритм решения задачи выбора горловины
может включать в себя выполнение нескольких этапов.
На первом этапе из принятых к рассмотрению вариантов выбирают
наиболее эффективные. Для этого сравнивают по всем технико-экономическим
показателям любые два варианта между собой, и если один из них по всем по-
казателям хуже, то он исключается из рассмотрения. Затем с оставшимся вариантом (эталоном) сравниваются поочередно все остальные. Если любой вариант
хотя бы по одному показателю лучше или равен эталону, то он остается к даль-
нейшему рассмотрению. Таким образом, образуется совокупность конкуренто-
способных вариантов, так называемое подмножество Парето.
На втором этапе строят матрицу показателей по вариантам конструкции
горловины. Анализ такой матрицы позволяет выявить оптимальные величины
показателей и отклонения от них по каждому варианту. Уже на этом этапе в ря-
де случаев можно выбрать рациональную конструкцию горловины.
При продолжении поиска рационального решения на третьем этапе ва-
рианты упорядочиваются по каждому показателю в порядке убывания (возрас-
тания) его значений и строятся соответствующие графики изменения величины
показателей. На оси ординат откладывается величина показателя, а на оси абсцисс — номера вариантов. Число графиков равно количеству показателей. Если
графики двух или нескольких показателей имеют одинаковую последовательность номеров вариантов, то для рассмотрения оставляют один из этих показателей. Любое изменение этого показателя приводит к аналогичному по характеру изменению остальных показателей. Ведется поиск таких номеров вариан-
тов, у которых значения всех показателей оптимальные. Если таких вариантов
96
нет, то назначается допустимое отклонение (i) от оптимальной величины по
каждому показателю и ведется поиск таких вариантов (номеров), которые удовлетворяют всем заданным отклонениям. Если такие варианты есть (не более
трех), то после анализа принимается один из них в качестве рационального решения. В противном случае корректируются допустимые отклонения i или
приступают к следующему этапу поиска рационального решения.
В случае если решение на предыдущем этапе не найдено, то приступают к
четвертому этапу поиска рационального варианта конструкции горловины. Для
этого проводят ранжировку (упорядочивание) показателей по степени важности,
то есть на первое место становится наиболее важный показатель, затем второй
по степени важности и т.д. При этом в разных задачах в зависимости от конкретных условий один и тот же показатель может иметь разную степень важности.
Строится график зависимостей значений второго по степени важности пока-
зателя от значений первого показателя. Назначается величина уступки (q
1
) от оптимального значения первого по важности показателя. В результате имеем область допустимых значений второго по важности показателя, которые удовлетворяют назначенной уступке q2. При этом имеется возможность откорректировать q1
так, чтобы получить возможно лучшее в этих условиях значение второго показа-
теля. Затем строится зависимость третьего по важности показателя от второго, но
уже на области допустимых после уступки q1 значений второго показателя.
Назначается уступка q2 для второго показателя, и находится область допустимых
значений третьего показателя. Такая процедура повторяется для каждой последующей формируемой пары показателей. При этом следует иметь в виду, что любое
изменение величины последующего показателя не приводит к ухудшению значения предыдущего показателя в силу того, что изменения производятся в области
допустимых значений, удовлетворяющих ранее назначенным уступкам.
Применение методики поиска рациональной горловины станции позволя-
ет комплексно оценить конкурентоспособные варианты и выбрать такую кон-
струкцию, показатели которой будут оптимальными или близкими к этому.
4.4. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ
ГОРЛОВИН СТАНЦИЙ ПРИ ПЕРЕУСТРОЙСТВЕ
После разработки вариантов конструкции горловины станции рассчиты-
вают их параметры (длину, углы поворотов, тангенсы кривых и т.д.). Опреде-
ляют допустимые марки крестовин стрелочных переводов и тип верхнего строения пути. После этого необходимо конструировать центральную (соединяющую) часть горловины. На рис. 4.3 показаны 6 разработанных вариантов выходной горловины промежуточной станции. Выберем из них наиболее рацио-
97
нальные и конкурентоспособные. Во всех рассматриваемых вариантах тупик 13
предназначен для прицепки-отцепки местных вагонов или обгона маневрового
локомотива. Остальные пути имеют двухстороннюю специализацию. Допу-
стим, общий объем отправления составляет 3 поезда в сутки.
Вариант № 1 Вариант № 2
Вариант № 3 Вариант № 4
Вариант № 5 Вариант № 6
Рис. 4.3. Возможные варианты реконструкции горловины станции
В варианте № 1 после реконструкции расположение стрелочных перево-
дов и съездов оставим без изменения. В рассматриваемых вариантах количе-
ство путей не изменяется, пути удлиняем, а значит, и горловину переносим на
одинаковую длину, поэтому объем земляных работ (V
зем.
) примем одинаковым
для всех вариантов, и на экономические показатели он не повлияет.
98
Длина горловины определена согласно приложениям [6]:
L1 = 482,93 м L4 = 411,84 м
L2 = 505,21 м L5 = 445,28 м
L3 = 525,24 м L6 = 417,32 м
В рассматриваемых вариантах определяется количество взаимосвязей
первого, второго главных путей и тупика 13 с приемоотправочными путями.
В варианте № 1 — 8 и 12(10), II и 4(6), 5 и 3 пути можно рассматривать как три
самостоятельных элемента. Первый главный путь имеет пять взаимосвязей
(I–9(7), I–3(5,7), I–II, I–6(4), I–8(10,12)). Второй главный — пять. Тупик 13 —
также пять взаимосвязей. Общее число взаимосвязей в горловине К
в1
= 14.
В других вариантах Кв2 = 15, Кв3 = 13, Кв4 = 11, Кв5 = 15, Кв6 = 15.
При проектировании вариантов горловин необходимо учитывать количе-
ство одновременных параллельных маршрутов. Как уже говорилось в п. 2.3, в
одной горловине может быть несколько трехпараллельных передвижений
(ΣМ
п
3
) или двухпараллельных передвижений (ΣМ
п
2
). В итоге общее количество
сочетаний параллельных маршрутов различных категорий соответственно со-
ставляет ΣМ
п
общ
= ΣМ
п
3
+ ΣМ
п
2
. Например, в варианте № 2 возможно одновременное движение нечетного поезда с пути 5 на I путь, с пути 9 — заезд маневрового локомотива в тупик 13 и прием четного грузового поезда на путь 6 и т.д.
В итоге ΣМ
3
п2
= 8. Рассмотрим двухпараллельные передвижения в этом же ва-
рианте. Данная конструкция горловины позволяет одновременно осуществлять
следующие передвижения: 7(9)–12 и I–5(3), 9(7)–12 и I–I и т.д. Всего таких со-
четаний маршрутов ΣМ
2
п2
= 16. В итоге общее количество сочетаний парал-
лельных маршрутов различных категорий составит ΣМ
п2
общ
= 24. В итоге по
всем вариантам общее количество сочетаний составит:
ΣМ
3
п1
= 8; ΣМ
2
п1
= 11; ΣМ
п1
общ
= 19;
ΣМ
3
п2
= 8; ΣМ
2
п2
= 16; ΣМ
п2
общ
= 24;
ΣМ
3
п3
= 6; ΣМ
2
п3
= 14; ΣМ
п3
общ
= 20;
ΣМ
3
п4
= 8; ΣМ
2
п4
= 17; ΣМ
п4
общ
= 25;
ΣМ
3
п5
= 6; ΣМ
2
п5
= 16; ΣМ
п5
общ
= 22;
ΣМ
3
п6
= 6; ΣМ
2
п6
= 12; ΣМ
п6
общ
= 18.
К одним из основных показателей горловины относится степень манев-
ренности, особенно это важно для выполнения эксплуатационной работы стан-
ции при ремонтных работах в горловине. Например, в варианте № 2 имеются
следующие дополнительные маршруты: I–8(9) через стрелочные переводы
4–8–10–12–32–36–40. Всего ΣМ
2
д
= 7, число путей в горловине Σmг = 3, а сте-
пень маневренности С
2
м
= 7/3 = 2 1/3.
99
Для других вариантов соответственно:
ΣМ
1
д
= 6; С
1
м
= 6/3 = 2;
ΣМ
3
д
= 2; С
3
м
= 2/3;
ΣМ
4
д
= 3; С
4
м
= 3/3 = 1;
ΣМ
5
д
= 5; С
5
м
= 5/3 = 1 2/3;
ΣМ
6
д
= 5; С
6
м
= 5/3 = 1 2/3.
Зная длину горловины, число путей и стрелочных переводов в ней, опре-
деляем капитальные затраты на ее строительство (К).
Для определения капитальных затрат на реконструкцию (К) по форму-
ле 4.2 и эксплуатационные расходы на содержание (С) по формуле 4.3 учтена
по каждому варианту конструкций горловины развернутая длина путей. Стоимость работ определена по сводным ведомостям службы пути и отчетам эконо-
мического отдела Красноярской ж. д. за 2007 год.
При определении задержек подвижного состава, согласно [73], принято,
что средняя скорость движения поезда по горловине равна 20 км/ч, а средняя
скорость маневрового передвижения локомотива — 18 км/ч. Время занятия
маршрута в горловине приемом-отправлением поезда t1 зависит от длины поезда и длины горловины (длину поезда примем 1 300 м, т. к. реконструкция гор-
ловины станции требуется именно для приема и отправления длинносоставных
грузовых поездов). Время занятия маршрута в горловине маневровым передвижением локомотива t2 зависит от длины локомотива (примем в среднем равной
30 м) и длины горловины:
п
г
вх
L;
вх
7,16
вх
в
t
м
t
1
t +=++=
V
; (4.6)
лок
l
г
L
ман
L;
ман
7,16
ман
L
м
t
2
t +=+=
V
, (4.7)
где t м — время на приготовление маршрута и открытие сигнала, примем равным 0,2 мин;
tв — время восприятия машинистом показания сигнала — 0,1 мин;
Lг — длина горловины, м;
Lп — длина поезда, м;
Vвх — средняя скорость движения грузового поезда по горловине с уче-
том снижения скорости на стрелках при движении на боковые пути и замедле-
ния перед остановкой, км/ч;
100
16,7 — переводной коэффициент для перевода значения скорости, выра-
женной в км/ч, к скорости в м/мин;
V
ман
— средняя скорость передвижений одиночных локомотивов, км/ч;
1
лок
— средняя длина локомотива, м, примем 30 м.
В варианте № 1 время занятия горловины приемом поезда равно:
5,67
2016,7
1300492,93
0,10,2
1
1
t =
+
++=
мин;
9,1
8116,7
03492,93
0,2
1
2
t =
+
+=
мин;
Для других вариантов:
t
1
2
= 5,7 мин; t
2
2
= 1,98 мин;
t
1
3
= 5,76 мин; t
2
3
= 2,05 мин;
t
1
4
= 5,42 мин; t
2
4
= 1,67 мин;
t
1
5
= 5,52 мин; t
2
5
= 1,78 мин;
t
1
6
= 5,44 мин; t
2
6
= 1,69 мин.
Для определения годовых задержек маневровых передвижений локомо-
тивов необходимо установить суточное число различных маршрутов [83].
Число маршрутов приема и отправления поездов в выходной горловине
приемоотправочного парка n
1
общ
= 45 + 9 = 54. Допустим, что у каждого тран-
зитного поезда производится смена локомотива. Минимальное число полурей-
сов маневровых передвижений поездных локомотивов через тупик 13
n
2
п
= 2 ∙ 2 ∙ 23 = 92.
Минимальное число полурейсов передвижений маневровых локомотивов
после выставки составов в парк равно n
2
м
= 2 ∙ 18 = 36.
Общее число полурейсов маневровых передвижений через тупик 13
n
2
общ
= 92 + 36 = 128.
Суточные задержки передвижений локомотивов в горловине составят:
( )
2880
i
2
t
i
1
t
общ
2
n
общ
1
n
i
зад
Т
+
=
; (4.8)
час17,18
2880
)9,167,5(12854
зад
Т
1
=
+
=
;
час43,18
2880
)98,17,5(12854
2
зад
Т =
+
=
;
час74,18
2880
)05,276,5(12854
3
зад
Т =
+
=
;
час02,17
2880
)67,142,5(12854
зад
Т
4
=
+
=
;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]