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
11
му полносоставных поездов одним локомотивом не представлялось возможным
из-за отсутствия локомотивов потребной мощности.
На ряде направлений, где вводились новые типы локомотивов, действительно требовалось удлинять станционные пути до стандартных полезных длин
850 и 1 050 м. Это вызывалось также тем, что с вводом более мощных локомо-
тивов и, следовательно, повышением весовой нормы поездов, состоящих в основном из одних четырехосных вагонов, нагрузка на 1 км пути остается неиз-
менной и относительно небольшой (3,2–5,6 т). В.Я. Болотный рассматривал по-
лезные длины станционных путей с учетом того, что должны были вводиться в
эксплуатацию восьмиосные вагоны грузоподъемностью 125 т. Он пришел к выводу, что пути придется удлинять не везде, и тем более не требуется их удлинение до полезных длин свыше 1 050 м. Даже с применением кратной тяги при
вождении поездов весовой нормы 6–8 тыс. т вполне будет достаточно полезной
длины станционных путей 850–1 050 м при комбинированном соотношении
восьми- и четырехосных вагонов. В.Я. Болотный считает, что часть капиталь-
ных вложений, предназначенных для удлинения путей, необходимо направить
на производство восьмиосных вагонов, что в гораздо большей мере, чем удли-
нение путей, будет способствовать повышению провозной способности.
По мнению автора [28], интенсификация развития пропускной способно-
сти направлений во взаимосвязи с узлами и станциями требует пересмотра и
совершенствования схем сортировочных станций. Станции, которые будут ре-
конструировать для расформирования и пропуска поездов большой массы и
длины на специализированных железнодорожных направлениях или сооружать
вновь, следует разрабатывать с учетом ряда требований.
Во-первых, на них должны быть созданы условия и соответствующие пу-
тевые мощности для работы как с поездами магистральных направлений боль-
ших массы и длины, так и с поездами местного региона, масса и длина которых
соответствуют длине путей 850–1 050 м.
Во-вторых, эти станции должны иметь высокие эксплуатационные каче-
ства и надежность работы.
В-третьих, на этих станциях необходимо снизить информационную
нагрузку оперативного персонала. Этому способствуют увеличение массы и
длины поездов, автоматизация поступающей и исходящей информации.
В-четвертых, распределительно-группировочные станции должны иметь
специальные сортировочные горки и парки для рассортировки вагонов местно-
го потока, направляемого на грузовые пункты в поездах, масса и длина которых
соответствуют длине приемоотправочных путей.
12
В-пятых, на этих станциях целесообразно иметь устройства (горки, груп-
пировочные парки), расположенные рядом с транзитными и сортировочными
парками, которые предназначены для обеспечения пропуска групповых поездов
с обменом групп, а также в случае необходимости с изменением массы и длины
поездов.
В работе [28] предлагается принимать поезда в парк приема, в котором
для каждого направления имеются пути большой длины (1 750–2 500 м). Пути
обычной длины (850–1 050 м) размещаются с одной или с обеих сторон длин-
ных путей. Второй вариант имеет некоторые преимущества. Это облегчает параллельный роспуск поездов нормальной длины. Сортировочные парки состоят
из путей нормальной длины.
Парк отправления включает в себя пути для отправления поездов боль-
ших массы и длины на магистральные специализированные направления и пути
обычной длины для отправления поездов местных назначений.
По мнению автора, параллельно сортировочному и отправочному паркам
целесообразно предусматривать пучок сортировочно-отправочных путей большой длины, на которых накапливают порожние вагоны и вагоны с легковесны-
ми грузами по отдельным назначениям плана формирования. Длину этих путей
можно устанавливать 3 500–4 000 м, поскольку она включает сортировочные
пути, горловину между сортировочным и отправочным парками и пути парка
отправления, рассчитанные на отправление поездов большой массы.
В исследовании [28] утверждается, что территориальные возможности
развития крупных станций и узлов не полностью исчерпаны. Обычно, когда го-
ворят, что тот или иной парк (станцию) нельзя развивать в связи с ограниченностью территории, имеют в виду увеличение числа путей, когда развитие
ограничено по ширине. Однако такое развитие не всегда эффективно, если даже
свободная территория имеется: увеличивают число путей, но не их длину, что
затрудняет повышение массы и длины обращающихся поездов.
Серьезные ограничения по ширине площадок определяют целесообраз-
ность развития парков приема и отправления, прежде всего, сортировочных
станций, осуществляющих пропуск и формирование поездов больших массы и
длины, в продольном направлении: два парка размещают последовательно друг
за другом по направлению главных путей. В этом случае часть путей обоих по-
следовательно расположенных парков можно соединять для приема (отправления) тяжелых и длинных поездов. Автор также отмечает, что территории по ходу движения в большинстве случаев свободны, хотя продольное развитие мо-
жет вызвать иногда и перепланировку подходов или выходов.
13
В предлагаемых автором вариантах развития станций (приложение 1)
крайние пути с одной или с обеих сторон должны быть соединены друг с дру-
гом по продольному принципу для приема и отправления поездов больших
массы и длины. Предполагается устраивать часть путей короткими, а часть путей удлиненными. Автором предлагаются схемы продольного развития сорти-
ровочной станции по направлениям подходов. Можно рассматривать вариант
перепланировки подходов или сохранять существующее расположение подхо-
дов, но с расширением путепроводов.
В работе [28] основой предлагаемых схем является эксплуатационная
надежность сортировочных станций и отдельных ее элементов. Но автором не
были рассмотрены участковые и промежуточные станции, которые составляют
основную часть раздельных пунктов. Также автор не дал никаких системных
расчетов и выводов, которые помогли бы внедрять предлагаемые варианты на
развитие технических и промежуточных станций.
В работе [17] были предложены схемы по реконструкции сортировочных
станций для работы с длинносоставными поездами.
Речь идет не просто о длинносоставных поездах, курсирующих на ряде
участков, которые создают потенциальную опасность для движения, так как в
случае занятия другими составами предназначенных для них путей они прини-
маются на пути меньшей длины и загораживают стрелочные улицы и горловины. Это влечет за собой ограничение или полное прекращение маневровых пе-
редвижений в горловине, прием и отправление организованных поездов.
Авторы [17] считают, что избежать этого можно, если объединение и
разъединение групп вагонов длинносоставного поезда перенести на предузло-
вые станции, предварительно обеспечив на них удлинение путей.
Широкое распространение организации движения длинносоставных по-
ездов сдерживают потери на станциях и узлах, многие из которых в настоящее
время не приспособлены для работы со сверхдлинными поездами.
Другим препятствием для вождения поездов повышенной длины является
необходимость их остановок для обгонов и скрещений. На однопутных линиях
организовать движение длинносоставных поездов не позволяют короткие, не
вмещающие весь состав станционные пути на промежуточных станциях. На перегонах, примыкающих к техническим станциям, возрастают межпоездной ин-
тервал и потери пропускной способности [17]. Избегали этого переносом фор-
мирования составов на предузловые станции, предварительно обеспечив на них
удлинение части путей. Попытки соединять по частям грузовые поезда в горло-
винах станций приводили к остановкам маневровой работы. Все это затрудняло
14
развитие тяжеловесного движения. Вот почему увеличение веса поезда при организации безостановочного движения должно обеспечиваться за счет реконструкции станции с удлинением станционных путей. Насыщение вагонного
парка большегрузными вагонами, повышение статической нагрузки за счет ра-
ционализации погрузки частично снижали потребную емкость станционных
путей. Однако эти мероприятия не могли заменить собой удлинения приемоот-
правочных путей.
Имеются предложения ряда авторов по совершенствованию технологии
работы с тяжеловесными поездами за счет удлинения путей парков приема и
отправления на сортировочных станциях, построенных по типовым схемам, до
2 км. Однако они связаны с необходимостью увеличения станционной площад-
ки и, кроме того, не учитывают, что подходы к станции могут располагаться на
руководящих подъемах. Поэтому такое удлинение путей парков прибытия или
отправления вызывает серьезные препятствия при «выходе» на существующий
профиль перегона, требует значительных капиталовложений.
Авторы статьи [18] считают, что в основном формировать длинносоставные поезда следует на сортировочных станциях. Поэтому на существующих
фабриках маршрутов, построенных по типовой схеме, дополнительные прие-
моотправочные парки для таких поездов с путями длиной 1 700–2 100 м следует размещать параллельно сортировочным путям (рис. 2.1, а, приложение 2). В
этом парке проектируется не менее четырех путей. Из них два — для приема
поездов в расформирование, остальные — для формирования длинносоставных
поездов.
В зависимости от интенсивности движения поездов повышенной длины
число путей в приемоотправочном парке может соответственно увеличиваться.
Аналогичные парки следует проектировать во второй сортировочной системе двусторонней станции с применением технологии расформирования и
формирования длинносоставных и соединенных поездов (рис. 2.1, б, приложение 2). Необходимо отметить, что полезная длина путей 1 700–2 100 м обеспечивает формирование поездов весом до 12 000 т, а предлагаемое размещение
этих путей на сортировочных станциях не вызывает удлинения существующих
станционных площадок.
Важное условие подготовки участка к обращению длинносоставных поездов — соблюдение принципа кратности длин приемоотправочных путей на
направлении. Причем на сортировочных станциях подгорочные пути можно
оставить длиной 850–1 050 м. Иначе потребуется увеличить высоту горки, усилить тормозные средства и т.д.
15
На ряде станций сети повышали длины приемоотправочных путей с 850 до
1 250 и даже до 1 500 м — это бесперспективно и нерационально как экономиче-
ски, так и по времени использования этой технической меры. Кратность в выборе длины пути и формирование поездов повышенной длины — вот наиболее целесообразные приемы для решения поставленной задачи, считали авторы.
Для работы с длинносоставными поездами на участковых станциях нужно предусматривать приемоотправочные пути разной полезной длины, которые
обеспечивают прием, техническую обработку и отправление поездов с разным
количеством вагонов.
Предлагаемые авторами статьи [16] схемы участковых станций с разными
полезными длинами приемоотправочных путей поперечного и полупродольно-
го типов (рис. 2.1, в, приложение 2) соответствуют нормативным минимальным
длинам станционных площадок. Они позволяют принимать длинносоставные
поезда для технического осмотра, безотцепочного ремонта, а также опробова-
ния тормозов и отправления, как правило, на один путь (тем самым создаются
предпосылки для размещения средств механизации для вагонников).
При благоприятном продольном профиле для организации движения
длинносоставных поездов целесообразно проектировать удлиненные пути на
отдельных промежуточных станциях. Эти пути поездной диспетчер может использовать для регулирования пропуска таких поездов.
Проанализировав схемы, предлагаемые авторами статьи, и учитывая, что
реконструкция станций по удлинению путей происходит без увеличения нор-
мативных минимальных длин станционных площадок, можно отметить некото-
рые недостатки. Во-первых, при увеличении длины пути не учитывалось, что
необходимо будет и увеличивать число бригад для проведения технического и
коммерческого осмотра грузовых поездов, в противном случае простои вагонов
на технических станциях под техническими операциями выйдут из рамок нормативных. Во-вторых, реконструкция станций повлечет за собой реконструк-
цию горловины, а вместе с этим и перенос всех или части устройств СЦБ, связи
и других устройств станции.
Прежде чем увеличивать длину и вес грузовых поездов, необходимо проанализировать пропускную способность станций и железнодорожных участков.
Расчетом пропускной способности занимались ведущие ученые: К.Ю. Скалов,
И.П. Бартенев, Ф.П. Кочнев, А.М. Макарочкин, В.А. Персианов, Г.А. Адлер,
Е.В. Архангельский, В.Е. Козлов и др. [2, 4, 5, 6, 10, 12, 31, 32, 33, 38, 39, 44, 47,
50, 51, 53, 54, 58, 62, 76, 77]. Расчет пропускной способности преследует цель
определить количество поездов, которые могут быть пропущены через элемент
16
железной дороги (станцию, участок линии, перегон, горловину станции и т.д.)
в определенный период времени.
Расчет пропускной способности выполняют тремя методами: аналитическим,
графическим и статистическим моделированием. Независимо от методов расчета, в
основе их лежат исходные данные, которые можно разделить на две группы:
1-я группа — данные, зависящие от технологических процессов, 2-я группа — от
расстояний перемещения вагонов, длины состава и скорости движения.
В расчетах пропускной способности станций аналитический метод явля-
ется наиболее распространенным. Станция расчленяется на элементы, рассчитываемые изолированно. Пропускная способность обычно определяется в поез-
дах или парах поездов какой-либо одной категории. Прочие передвижения рас-
сматриваются в качестве постоянных операций, на выполнение которых затра-
чивается часть расчетного периода.
Одна из разновидностей аналитического метода, получившая наибольшее
распространение, заключается в непосредственном делении расчетного периода
на продолжительность одной операции. Во многих действующих методических
указаниях рекомендуется метод расчета с помощью коэффициента загрузки
элемента по формулам вида:
( )
−
−
=
k
N1
N
ф
max
, (1.1)
где: Nф — фактическая загрузка элемента в поездах данной категории;
k — коэффициент загрузки элемента по времени всеми операциями;
β — коэффициент загрузки элемента «постоянными» операциями.
Основной недостаток расчета по коэффициенту загрузки заключается в
предположении, что по мере исчерпания пропускной способности элемента за-
трата времени на одну операцию не изменяется или резерв с ростом Nф снижается линейно. В сущности, всякий аналитический метод имеет некоторую
условную равномерность прибытия или вообще работы, то есть фактическую
картину неравномерного прибытия условно заменяют фиктивной. Поэтому в
аналитическом методе результаты всегда остаются в области некоторых средних величин, представляющих собой лишь некоторое более или менее близкое
приближение к действительности, но не саму действительность. Неизмеримо
ближе к действительности графический расчет пропускной способности.
Он всегда дает целочисленное решение, увязывает работу основных звеньев
17
станции, но наиболее точно действительность может отображать только диспетчерский график.
В начале 60-х годов был предложен реализованный в алгоритме и ма-
шинной программе расчет пропускной способности станций методом моделирования процессов на ЭВМ. Исходной информацией при расчете пропускной
способности станций этим методом служат:
а) графики движения с точным указанием категории всех прибывающих и
отправляемых поездов или структуры поездопотока, если графики не заданы;
б) указания о направлениях прохождения через станцию поездов всех
категорий;
в) технологические графики с указанием всех операций, которым подвергается на данной станции каждая категория поездов;
г) нормы и фактическая продолжительность занятия станционных путей,
стрелок и других элементов, необходимые для выполнения всех операций;
д) план станции или узла с нумерацией всех элементов.
В отличие от существующего аналитического, метод моделирования позволяет рассчитывать пропускную способность станции в целом, учитывая технологию работы и взаимодействие составляющих станцию элементов. Метод
позволяет решать и отдельные частные задачи, такие как проверка пропускной
способности горловин, станционных парков и т.п.
Согласно [58] и многим действующим указаниям, пропускная способность горловины должна определяться с помощью коэффициента k, величину
которого рекомендуется вычислять по формуле:
(
)
(
)
г
пост
T+Т
г
пост
T1440
Т
г
вр
t
+
г
пост
T-1440
T
=k
, (1.2)
где Т — общая продолжительность занятия элемента операциями, зависящими от размеров движения;
Т
г
пост
— время занятия расчетного элемента горловины в течение суток
выполнением постоянных операций;
t
г
вр
— время возможных перерывов в использовании расчетного элемента
из-за враждебности передвижений по другим элементам горловины;
φ — поправочный коэффициент, учитывающий совмещение невраждебных передвижений в горловинах с тремя и более параллельными маршрутами.
18
К существенным недостаткам приведенной формулы можно отнести:
− горловина рассматривается отдельно от подходов и станционных пу-
тей, а расчетный элемент — без учета всего разнообразия влияния на него других элементов горловины;
− за расчетный период приняты сутки, то есть структурно неоднородный
промежуток времени;
− не учитывается влияние степени загрузки горловины на качественные
показатели обслуживания (задержки поездов и локомотивов);
− пропускная способность горловины определяется не как сумма пере-
движений по параллельным, пересекающимся и вариантным маршрутам, а как
определенное количество поездов, которое можно пропустить по наиболее за-
груженному, то есть расчетному, элементу горловины;
− поправочный коэффициент, входящий в формулу в качестве параметра,
не учитывает одни из важнейших характеристик горловины — схему и взаимодействие маршрутов.
Авторами [58] была предложена моделирующая программа по расчету
пропускной способности станции. В этой программе учитываются многие
условия, которые определяются технологией работы станции по приему поез-
дов на обслуживание. Немаловажным фактором является то, что в данной работе включены в рассмотрение прилегающие к станции перегоны. Однако недо-
статком данной модели является то, что в ней рассмотрены однородные вагонопотоки, то есть не учитываются пассажирские поезда, которые в значитель-
ной степени влияют на технологию работы станции по приему поездов. В про-
грамме также не учитывалось соотношение времени хода по прилегающему к
станции перегону грузового и пассажирского поездов. Для определения этапно-
сти реконструкции станций участка необходимо учитывать пропускную способность всех промежуточных станций на участке и определить основные параметры, которые влияют на пропуск по участку длинносоставных поездов, то
есть количество длинносоставных поездов, количество задержек и величину задержек грузовых поездов по всему рассматриваемому участку.
Важной мерой увеличения провозной и пропускной способности линий яв-
ляется увеличение веса и длины грузовых поездов. Однако в случае ограниченной
длины станционных путей возрастает объем маневровой работы на технических
станциях при расформировании и формировании длинносоставных поездов.
Дополнительные маневры на станции появляются в результате необходимо-
сти осаживания вагонов в сортировочном парке в целях ликвидации «окон» между
19
отцепами, а также организации повторной переработки вагонов, которые в процес-
се роспуска не могут полностью сместиться в пределах короткой длины пути.
В 1990 году О.А. Ананина и Е.А. Шестакова [11] говорили, что поезда
дальних назначений при большой мощности струй вагонопотоков должны
формироваться только с повышенным средним весом при большей длине сор-
тировочных путей. Это практически не вызывает роста маневровой работы по
осаживанию вагонов. Так как поезда ближних назначений могут формировать-
ся на путях меньшей длины, то это практически не вызывает увеличения затрат,
связанных с дополнительным простоем вагонов на сортировочных путях при
повышении среднего веса грузовых поездов.
Из-за распада СССР произошло резкое падение вагонопотоков.
Вследствие спада в движении в 1995 году образовались резервы вагонного парка. В этих условиях накопление поездов большой длины при уменьшении
вагонопотока не вызывает существенных потерь от дополнительных простоев
вагонов на станции формирования [24]. При малых размерах движения технологические стоянки длинносоставных поездов при больших интервалах между
ними не вызывают задержек вслед идущих грузовых поездов стандартной длины. Поэтому вождение длинносоставных грузовых поездов оказалось эффек-
тивным и при спаде в объемах перевозок.
Одним из эффективных путей повышения среднего веса является вожде-
ние длинносоставных грузовых поездов преимущественно одиночной тягой
[92]. В этом случае за счет использования резервов мощности локомотивов до-
стигается значительное улучшение использования тяговых средств. При во-
ждении длинносоставных поездов, превышающих на 10 % стандартную длину,
организовать их беспрепятственный пропуск по участкам возможно, так как
вследствие особенностей проектирования конструкций горловин на участковых
и промежуточных станциях имеется значительное число приемоотправочных
путей, полезная длина которых обеспечивает пропуск без задержек таких длин-
носоставных грузовых поездов.
При дальнейшем увеличении длины формируемых поездов их пропуск
связан с большими трудностями в организации работы как участковых, так и
промежуточных станций. Принятые с остановкой на станции, такие длинносо-
ставные грузовые поезда занимают горловины станции и не позволяют обеспе-
чивать пропуск всех остальных поездов стандартной длины. При наличии одно-
го парка стоянка двух длинносоставных поездов становится невозможной.
На современном этапе развития железных дорог проблемы пропуска
длинносоставных и тяжеловесных поездов не потеряли свою актуальность.
Стабильность работы железнодорожного транспорта в значительной мере зависит от качества организации перевозок. Специалистами Свердловской дороги в
20
2000 году была разработана «Программа поэтапного удлинения приемоотпра-
вочных путей для пропуска длинносоставных поездов». Согласно их расчетам,
выполнение программы по удлинению полезной длины части приемоотправоч-
ных путей до 1 050 и 1 500 м за счет увеличения длины грузовых поездов в
пределах расчетной массы позволит [72]:
– увеличить провозную способность участков на 25 %;
– сократить потребность в поездных локомотивах на 12 единиц и локомотивных бригад на 99 бригад;
– сократить простой вагонов на станциях перелома длины составов из-за
их отцепки и дополнительной переработки в размере более 5 тыс. вагоно-часов
в год;
– сократить время на маневровую работу по уменьшению длины составов, дополнительную переработку отцепляемых вагонов на 1,5 тыс. часов в год;
– увеличить по дороге участковую скорость, производительность локомотива — на 4,1 тыс. тонно-км брутто, средний вес поезда — на 166 тонн;
– за счет сокращения простоев вагонов и ускорения их оборота высвободить дополнительный парк 60,78 тыс. вагонов в год.
Реализация этой программы подтвердила ее эффективность и существен-
но повысила пропускную способность рассматриваемого полигона.
В работе [69] автором предложена методика определения варианта раци-
ональной конструкции горловины при реконструкции технических станций на
основании совокупности конкурентоспособных вариантов, так называемое
подмножество Парето. Однако в этой методике не рассматривается вариант
увеличения длины путей парка станции, а это, во-первых, повлечет за собой
увеличение основных показателей, по которым делается сравнение, например
капитальные затраты на реконструкцию, годовые эксплуатационные расходы,
приведенные расходы и т.д. Во-вторых, если увеличивается длина путей в от-
дельном парке, то обязательно меняется конструкция горловины, к которой
примыкает данный парк, а это опять дополнительные расходы.
В указанных работах высказывались различные предложения о способах
решения проблем пропуска, расформирования и формирования длинносоставных поездов на железнодорожных станциях путем проведения следующих
мероприятий:
− устройство двухпутных вставок на промежуточных станциях однопут-
ных линий;
− сооружение параллельных вставок перед горловинами участковых и
сортировочных станций;
− строительство удлиненных приемоотправочных путей с использовани-
ем существующих подъездных путей и тупиков;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]