Глава 10. Экономическая эффективность мероприятий по развитию материально-технической базы

10.1 Эффективность мероприятий усиления пропускной и провозной способности железных дорог

Любая железная дорога и её объекты строятся исходя из заданного объема перевозок, который прогнозируется, как правило, на 10 – 15 год эксплуатации. Максимальные размеры движения в парах грузовых поездов, которые можно пропустить за сутки по рассматриваемому участку или направлению железной дороги при существующем её техническом оснащении и принятой системе организации движения поездов, принято называть наличной пропускной способностью. А максимальное количество тонн груза, которое можно перевезти по участку за год с учетом пропуска пассажирских поездов называется его провозной способностью.

Пропускную способность железнодорожных участков рассчитывают отдельно по перегонам, станциям, устройствам электроснабжения (для электрифицированных участков), деповским и экипировочным устройствам локомотивного хозяйства в соответствии с Инструкцией по расчету пропускной способности железных дорог.

Результативная пропускная способность участка или направления определяется на основании данных пропускной способности отдельных устройств: по перегонам – ограничивающего перегона; по станциям – приемо-отправочных путей и горловин; по устройствам

электроснабжения электрифицированных линий – агрегатов тяговых подстанций; по деповским и экипировочным устройствам локомотивного хозяйства – стойл для ремонта и технического обслуживания локомотивов, ходовых деповских путей, пескоснабжающих устройств.

Для направления в целом пропускная способность устанавливается по наименьшей величине из названных устройств.

Пропускная способность однопутных перегонов при парном непакетном графике определяется в парах поездов в сутки N по формуле

(10.1)

где Т_пер – период графика (время занятия перегона периодически повторяющейся группой поездов, характерной для данного типа графика), мин;

t^’, t^” – чистое время хода по ограничивающему перегону в нечетном и четном направлениях, мин;

- сумма станционных интервалов, т.е. время между прибытием одного поезда и отправлением другого по станциям, ограничивающим расчетный перегон, мин;

t_рз – суммарное время на разгон и замедление на пару поездов, мин.

На линиях оборудованных автоблокировкой или диспетчерской централизацией, пропускная способность перегонов N_АБ определяется при пакетном или частично пакетном графике движения (при двух поездах в пакете) по формуле

(10.2)

где - период графика при автоблокировке, мин;

- коэффициент пакетности, равный отношению числа поездов, следующих пакетами, к общему числу поездов;

I^’ , I^”- интервалы между поездами в пакете в нечетном и четном направлении движения, мин.

На двухпутных вставках с безостановочным скрещением поездов пропускная способность N_вст определяется по формуле

(10.3)

где - время хода пары поездов между осями безостановочного скрещения поездов смежных двухпутных вставок, ч;

l_o – расстояние между осями безостановочного скрещения поездов на смежных двухпутных вставках, км;

v_х – средняя ходовая скорость движения грузовых поездов, км/ч.

На двухпутных перегонах пропускная способность определяется отдельно по направлениям движения N_дв по формулам

и (10.4)

где и- период графика соответственно для нечетного и четного направлений, которые определяются при автоблокировке и диспетчерской централизации, как(интервал между поездами в пакете), а при полуавтоматической блокировке

(10.5)

где t – время хода по перегону;

- станционный интервал попутного следования.

При непараллельном графике, пропускная способность перегона характеризуется количеством грузовых поездов, которое может быть пропущено по нему с учетом съема пропускной способности пассажирскими, ускоренными и сборными поездами

(10.6)

где N_мах, N_пас, N_уск ,N_сб – соответственно пропускная способность параллельного графика, количество поездов пассажирских, ускоренных и сборных на рассматриваемом участке;

- коэффициенты съема грузовых поездов пассажирскими, ускоренными и сборными поездами.

В расчетах коэффициенты съема можно принять на однопутных линиях при автоблокировке и диспетчерской централизации для ускоренных поездов – 1,2, для сборных – 1,5 и 2,0 – при полуавтоматической блокировке и на двухпутных линиях. Для дальних пассажирских поездов в средних условиях могут приниматься для однопутных линий: при полуавтоматической блокировке – 1,2, при диспетчерской централизации – 1,3, на линиях с двухпутными вставками – 1,4, на двухпутных линиях при полуавтоматической блокировке – 1,7. На двухпутных линиях с автоблокировкой величина коэффициента съема определяется в зависимости от межпоездного интервала, количества пар пассажирских поездов и соотношения скоростей грузовых и пассажирских поездов на ограничивающем перегоне (для ориентировочных расчетов можно принять при 20 парах пассажирских поездов 1,7 – 2,2, свыше 20 пар – 1,5 – 1,8).

Провозная способность линии в каждом направлении движения определяется в миллионах тонн в зависимости от их пропускной способности для грузового движения и средней массы грузового поезда:

(10.7)

где N_гр – наличная пропускная способность участка для грузового движения, поезда/сутки;

Q_бр – средняя масса брутто грузового поезда, т/поезд;

- коэффициент, показывающий соотношение между массой грузового поезда нетто и брутто;

К_н – коэффициент неравномерности перевозок;

Г_уск, Г_сб – количество груза, перевозимого за год в ускоренных и сборных поездах, млн. т.

Потребная (реальная) провозная способность в первые годы эксплуатации линии существенно ниже наличной, то есть линия имеет определенный резерв. Развитие внутреннего рынка, рост экспорта и импорта, улучшение материальных условий населения приводит к росту объёмов перевозок и снижению этого резерва. Таким образом, наступает момент, когда наличной провозной способности становится недостаточно, чтобы удовлетворить потребности клиентуры в перевозках грузов с необходимым качеством. Тогда встает вопрос об увеличении наличной провозной способности железной дороги.

Увеличить наличную провозную способность, в соответствии с формулой (10.7), можно путем

• Увеличения пропускной способности для грузового движения;

• Увеличения массы грузовых поездов.

Увеличения пропускной способности можно достичь:

• Совершенствованием организации пропуска поездов по рассматриваемому участку;

• Изменением системы развоза местного груза и обслуживания клиентуры на промежуточных станциях;

• Изменением маршрутов следования пассажирских поездов, то есть перенос их с рассматриваемого (лимитирующего) участка на параллельный ход (если это возможно);

• Внедрением более совершенной системы регулирования движения поездов, сокращающей интервал между поездами и соответственно период графика (автоблокировки, диспетчерской централизации и др.);

• Заменой локомотивов на более мощные и скоростные;

• Смягчением плана и профиля пути и увеличением в связи с этим ходовых скоростей грузовых поездов;

• Строительством вторых главных путей или дополнительных раздельных пунктов на лимитирующих перегонах;

• Строительством двухпутных вставок для безостановочного пропуска поездов;

• Строительством дополнительных главных путей на перегоне;

• Электрификацией линии и др.

Увеличение массы поездов может быть достигнуто путем:

• Повышения статической нагрузки за счет улучшения использования грузоподъемности и вместимости вагонов;

• Увеличения мощности локомотивов;

• Удлинения станционных приемо-отправочных путей на направлении;

• Перехода на вождение тяжеловесных поездов кратной тягой;

• Оборудования пунктов подталкивания на перегонах с тяжелыми профильными условиями и др.

Как видим, количество вариантов достижения цели (увеличения провозной способности) достаточно велико. Поэтому, выбор оптимального из них необходимо произвести путем экономической оценки – определения их экономической эффективности. Более того, эта задача не просто многовариантная, но и многоэтапная. Это значит, что мало выбрать мероприятие удовлетворяющее требованиям потребной провозной способности на сегодняшний день, но и выбрать оптимальную последовательность мероприятий по её наращиванию в перспективе.

В решении подобных задач есть особенности. С одной стороны, её можно решать путем определения максимального по вариантам интегрального эффекта (чистого дисконтированного дохода) за расчетный срок (10.8), а с другой, поскольку по всем рассматриваемым вариантам потребная провозная способность, и, следовательно, доходы от перевозок, в каждый конкретный год расчетного периода одинакова, то и расчеты можно производить только по затратам (10.9). Вариант у которого сумма приведенных с учетом фактора времени затрат за расчетный период будет меньше является лучшим по экономическому критерию.

(10.8)

(10.9)

где: Э_инт – интегральный эффект или чистый дисконтированный доход (ЧДД);

R_t – результаты t-того года;

З_t - затраты t-того года, включая капитальные вложения;

Э_пр- приведенные с учетом фактора времени расходы по рассматриваемому варианту усиления провозной способности участка (направления);

К_t – капитальные вложения в t-том году;

Э_t –эксплуатационные (текущие) расходы t-го года;

Т – величина расчетного периода ;

Е – величина дисконта.

Изменение технического оснащения участка требует не только прямых капитальных вложений в объект, но и изменения величины парка подвижного состава вызванное, с одной стороны, ростом объёма перевозок, а с другой, изменением участковой скорости. Поэтому, в формуле (10.9) в К_t включаются не только прямые и сопутствующие строительные расходы по проводимому этапу усиления линии, но и стоимость подвижного состава необходимого для осуществления перевозок при соответствующем её техническом оснащении:

(10.10)

(10.11)

где К_л и К_в – стоимость локомотивного и вагонного парка для освоения потребного грузооборота в t-том году, руб.;

Ц_лок и Ц_ваг – соответственно средняя цена одного локомотива и вагона;

- грузооборот в t-том году, ткм/год;

V_уч – участковая скорость на рассматриваемой линии в t-том году, км/час;

Q_бр – средняя масса брутто грузовых поездов , т/поезд;

- коэффициент, показывающий соотношение между массой грузового поезда нетто и брутто;

- динамическая нагрузка вагона рабочего парка, ткм/ваг-км;

8760 – часов в году.

Эксплуатационные расходы по каждому году расчетного периода учитывают затраты на содержание постоянных устройств (главных и станционных путей, устройств СЦБ и энергоснабжения, деповского и грузового хозяйства) и перевозочные расходы. Расходы по содержанию постоянных устройств определяются по укрупненным нормам расходов на единичный измеритель (метр, км, стрелочный перевод и т.п.) , а перевозочные расходы определяются исходя из выполняемой работы в поездо-км по направлениям движения и соответствующего значения укрупненной расходной ставки на 1 поездо-км, при непарном движении учитываются расходы по резервному пробегу локомотивов:

Э_t = Э_пу + Э_перев = (10.12)

где: Э_пу – эксплуатационные расходы на содержание постоянных устройств;

Э_перев – расходы на осуществление перевозок грузов;

z_i - величина измерителя для i-того постоянного устройства;

e_i – расходы на содержание единицы постоянного устройства в течении года,

Nl_j – пробеги поездов в j-том направлении, поездо-км/год;

е_пкм - укрупненная ставка эксплуатационных расходов на 1 поездо-км в j-том направлении.

Накопленный практический опыт и многочисленные исследования показывают следующую примерную последовательность развития пропускной и провозной способности железнодорожных линий.

Введение более мощных локомотивов с удлинением, где это необходимо, станционных путей для более полного использования силы тяги локомотивов. Это мероприятие дает прирост провозной способности примерно на 10 – 15%.

Оборудование участков более совершенными устройствами СЦБ. На однопутных участках замена полуавтоматической блокировки на диспетчерскую централизацию и автоблокировку повышает их пропускную способность примерно в 1,4 – 1,5 раза. На двухпутных линиях введение автоблокировки увеличивает пропускную способность в 2 – 2,5 раза.

Укладка вторых путей или открытие дополнительных раздельных пунктов на ограничивающих перегонах однопутных линий применяется при большой неидентичности времени хода по перегонам, когда увеличение пропускной способности ограничивающих перегонов обеспечивает приращение пропускной способности всего участка.

Строительство сплошных вторых главных путей с автоблокировкой обеспечивает увеличение пропускной способности линии по сравнению с однопутной, имеющей полуавтоматическую блокировку – в 4 – 5 раз, а диспетчерскую централизацию – более чем в 3 раза.

Важное значение в развитии пропускной и провозной способности железных дорог имеет замена тепловозной тяги на электрическую. Электрификация железной дороги дает максимальный прирост провозной способности на однопутных линиях с тяжелыми профильными условиями и на загруженных двухпутных.

При выполнении технико-экономических расчетов необходимо учитывать удорожание строительных работ при работе в «окна» и повышение эксплуатационных расходов в период реконструкции вследствие ограничений ходовой скорости.