10

Основные положения

Важнейшей задачей железнодорожного транспорта является выполнение заданного объема перевозок. Возможность выполнения этих перевозок по каждому направлению, линии и участку определяется их пропускной и провозной способностью.

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

Возможные размеры грузовых перевозок, которые могут быть осуществлены на данной линии в течение года и выраженные в миллионах тонн груза, называются провозной способностью линии.

Основой расчета пропускной способности являются прогрессивные нормы использования локомотивов, вагонов, устройств станций, депо, энергоснабжения и других стационарных железнодорожных устройств.

Кроме наличной и ожидаемой пропускной способности, при решении вопросов овладения перспективными перевозками возникает необходимость определять потребную пропускную способность.

Потребная пропускная способность должна обеспечить пропуск по данной линии или участку планируемого на перспективу числа поездов определенного веса с учетом необходимого резерва.

Резерв пропускной способности, устанавливаемый для каждой конкретной линии, определяется разностью между ее расчетной пропускной способностью и теми размерами движения, которые на этой линии осуществляются.

Пропускная способность может рассматриваться как в целом для железнодорожной линии или участка, так и по отдельным подразделениям и производственным единицам – перегонам, станциям, локомотивным депо, устройствам энергоснабжения, водоснабжения и другим железнодорожным устройствам, предназначенным для обслуживания движения поездов.

Основными элементами технических устройств определяющими пропускную способность, являются:

по перегонам – число главных путей, длина перегонов, профиль пути, тип локомотива, род вагонов, устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ);

по станциям – число приемоотправочных путей, конструкция стрелочных горловин и устройства сигнализации, централизации и блокировки;

по деповскому хозяйству – стойла для технического обслуживания и ремонта локомотивов, устройства для снабжения локомотивов топливом;

по энергоснабжению – тяговые подстанции, силовые трансформаторы тяговых подстанций и контактная сеть;

по водоснабжению – источники водоснабжения, насосно-силовое оборудование, напорные линии.

Наименьшая из пропускных способностей этих элементов определяет пропускную способность данной производственной единицы в целом. Наименьшая из пропускных способностей участка – по перегонам, станциям, деповскому хозяйству, устройствам энергоснабжения, устройствам водоснабжения – определяет пропускную способность всего комплекса технических устройств участка или линии и называется результативной пропускной способностью.

История

В 1851 г. в России было завершено строительство железнодорожной линии С.Петербург – Москва длиной 650 км.

После отмены крепостного права в России начался интенсивный рост железнодорожного строительства и уже к 1890 г. она заняла второе место по вводу новых линий.

Проблема развития пропускной способности железных дорог возникла уже после начала их строительства. В конце 70-х годов XIX в. железные дороги стали испытывать резкие затруднения в работе. Созданная в связи с этим специальная комиссия, изучив положение дел на всех 50 железных дорогах и признав, что 19 из них нуждаются в существенном усилении пропускной способности, нашла необходимым «…привести эксплуатируемую у нас сеть в положение, соответствующее экономическим потребностям государства…». (Доклад по вопросу об усилении провозоспособности сети железных дорог России. 1881 г.).

В то время появляются работы по установлению зависимости между ростом грузооборота и потребной пропускной способностью. Одним из первых такую зависимость пытался установить А.Чернявский в 1899 г. в работе «К вопросу о мерах и степени выгодности увеличения провозной и пропускной способности железных дорог».

Практика эксплуатации железных дорог того времени знала всего несколько способов усиления пропускной способности:

- открытие между станциями полустанций с разъездными путями;

- открытие между станциями и полустанциями сигнальных постов для отправления поездов группами;

- установку более совершенной сигнализации для ускорения сношений и движения поездов;

- укладку второго пути.

Решение проблемы развития пропускной способности железных дорог предложено А.Чернявским и В.Щегловитовым (5). Они предложили два пути развития пропускной способности:

1.Поиск уровня экономически оправданной загрузки линий при существующем их оснащении и установление сфер выгодности отдельных способов овладения перевозками.

2. Разработка методологии овладения перевозками и этапного наращивания мощности железных дорог.

Первоначально работа железнодорожного транспорта была организована таким образом, что содержание постоянных устройств обеспечивалось без выделения специальных промежутков времени для проведения работ по их текущему ремонту, обслуживанию и замене, а только за счет естественных перерывов в движении (так называемых «окон»), имеющихся в любом графике движения поездов.

Указанный порядок сохранялся до 1981 г. При этом интенсивность движения поездов была выше, чем сегодня и составляла 27,0 млн. против 23,0 млн. приведенных т-км на 1 км эксплуатационной длины.

Начиная с 1981 г. темпы выхода из строя постоянных устройств стали опережать темпы их восстановления. Возросшие потребности в ремонтных работах были узаконены введением в формулу расчета пропускной способности коэффициента надежности с учетом отказов в работе постоянных устройств (пути, СЦБ и связи, электроснабжения):

,

где - продолжительность технологического «окна», мин;

- коэффициент, учитывающий влияние отказов в работе технических средств (пути, устройств СЦБ и связи, контактной сети и др.) на наличную пропускную способность линии;

- период графика, мин.

Таблица

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

Примечание. В числителе – при тепловозной, в знаменателе – при электрической тяге.

Значение коэффициента надежности постоянных технических устройств и подвижного состава зависит прежде всего от паспортных характеристик и состояния технических устройств, объема перевозок, длины рассматриваемой линии, места возникновения отказа (перегон, станция) и средств связи по движению поездов. За счет этого коэффициента суточный бюджет времени для пропуска поездов сократился еще на величину от 4 до 9%.

Переход железнодорожного транспорта на рыночные отношения, введение на сети новых технологий требует пересмотра невостребованных резервов и создание разумного резерва пропускной способности.

РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ ОСНОВ ИНСТРУКЦИИ ПО РАСЧЕТУ НАЛИЧНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Железные дороги должны иметь обоснованный резерв пропускной способности, необходимый для обеспечения устойчивости перевозок с учетом сезонных колебаний потока грузов, компенсации случайных отказов технических средств и сбоев в движении поездов. Все перечисленное обеспечит успех в конкурентной борьбе с другими видами транспорта в условиях рыночной экономики.

Основная задача инфраструктуры – обеспечение максимально возможной пропускной и провозной способностей железнодорожных участков и направлений при безусловном соблюдении безопасности движения поездов.

Основная задача графика движения поездов – максимальное использование возможностей инфраструктуры по обеспечению требуемого уровня пропускной и провозной способностей, а также допускаемых скоростей движения для освоения установленных размеров движения грузовых и пассажирских поездов с наименьшими потерями прибыли от перевозок грузов и пассажиров.

Наличная пропускная способность железнодорожного участка в соответствии с «Инструкцией по расчету наличной пропускной способности железных дорог», утвержденной МПС СССР 24.04.89 г., определяется в зависимости от состояния инфраструктуры, системы организации движения поездов, применяемого типа графика, наличия и величины резервов для восстановления системы при сбоях и целого ряда других факторов технического и технологического характера, учитываемых в конкретных расчетах.

Наличная пропускная способность должна быть больше потребной. В тех случаях, когда это условие не соблюдается и имеются ограничения по пропускной способности перевозчику в конкретный момент времени может быть отказано в доступе к инфраструктуре на основании полного исчерпания ее пропускной способности.

Владелец инфраструктуры при наличии отказов в выполнении перевозок принимает в плановом порядке меры по усилению ее пропускной способности. Исходные данные для расчета пропускной способности железных дорог устанавливаются на основе действующих правил, технических условий, технологических процессов, инструкций и паспортных данных установленного оборудования с использованием прогрессивных технологических норм на выполнение всех операций, передовых приемов труда.

В последнее десятилетие на сети железных дорог произошли изменения не только в техническом, но и в технологическом плане. Были изменены некоторые нормативные документы, например, «Нормативы для составления графика движения пассажирских поездов», утвержденные МПС РФ 19.12.00 г. № Е-3049у; «Инструкция по определению станционных и межпоездных интервалов», утвержденная МПС РФ 16.06.95 г. № ЦД-361, «Инструкция о порядке предоставления и использования «окон» для ремонтных и строительно-монтажных работ на железных дорогах Российской Федерации», утвержденная МПС РФ 24.04.97 г. № ЦД-452, «Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм федерального железнодорожного транспорта», утвержденные МПС РФ 12.11.01 г. приказом № 41 и др. Использование новой техники предполагает изменение технологии работы всех служб. При этом ряд нормативных данных по соответствующим службам, необходимых для проведения расчетов, требуют пересмотра.

Доля суточного бюджета времени (коэффициент надежности), которая используется для пропуска поездов при наличии отказов в работе постоянных технических устройств (пути, устройств СЦБ и связи, электроснабжения), а также с учетом отказов подвижного состава должна соответствовать современным условиям. Необходимо установить не единственное значение коэффициента надежности, а выявить закономерность его изменения по времени.

В связи с тем, что на сети железных дорог применяется различная технология производства ремонтных работ, внедряются новые технологии в эксплуатации железных дорог, появляются новые образцы путевой техники, подвижного состава, тяжеловесного и скоростного движения, необходимо пересмотреть нормы времени, определяющие продолжительность технологического «окна» в расчетах суточной наличной пропускной способности, требуются новые подходы и нормативы при определении «узких» мест и потребных мероприятий по их устранению.

Из-за ограничений пропускных способностей ряда направлений (Москва-Ряжск-Чертково-Ростов, Краснодар – Новороссийск (Анапа), Адлер, Лянгасово-Сусоловка-Сольвычегодск) и недостаточной перерабатывающей способности отдельных станций в железнодорожных узлах (Белгород, Брянск, Киров, Воронеж) не удается в полной мере добиться разработки новых «ниток» графика новых пассажирских поездов с комфортным временем прибытия и отправления и увеличения размеров движения грузовых поездов. По этой же причине на этих и других направлениях в необходимых размерах не удается увеличить и размеры грузовых поездов.

Следует отметить, что повышение скоростей движения пассажирских поездов влечет за собой значительный съем грузовых из-за существенной разницы скоростей их движения. Радикальным способом борьбы с этим явлением является увеличение допускаемых скоростей движения грузовых поездов на линиях с ограниченной пропускной способностью.

Уже сейчас высокий уровень загрузки и дефицит пропускной способности направления Москва-Ряжск-Чертково-Ростов не позволяет установить продолжительность «окон» на ряде его участков более одного часа. В связи с этим возникает постоянная необходимость разработки вариантных графиков на период предоставления «окон» требуемой продолжительности, что неизбежно влечет за собой задержки поездов и увеличение эксплуатационных расходов.

Таким образом, наряду с мероприятиями, направленными на повышение скоростей движения поездов, необходима увязанная с ней Программа повышения пропускных способностей целого ряда железнодорожных линий и определения рациональной схемы пропуска по ним требуемых поездопотоков.

Основные недостатки существующей редакции Инструкции по расчету наличной пропускной способности железных дорог

Действующая в настоящее время в системе ОАО «РЖД» редакция Инструкции по расчету наличной пропускной способности железных дорог утверждена 24.04.1989 г. Вместе с тем основные ее положения существенным образом не перерабатывались с середины прошлого века.

Основными недостатками существующей редакции Инструкции являются:

1. По разделу расчета пропускной способности участков и перегонов большое количество эмпирических формул, коэффициенты которых получены путем обработки и анализа нормативного графика движения поездов 50-х годов прошлого века. В результате многие формулы (в частности расчета коэффициентов съема пассажирских и сборных поездов) не отражают реальное положение дел в графике, особенно при больших (40-50 и более пар поездов в сутки) размерах пассажирского движения и организации скоростного движения пассажирских поездов.

2. Раздел «Расчет пропускной и перерабатывающей способности станций» наиболее трудоемок и составляет более 40 % объема Инструкции.

По этому разделу изменились нормативы на выполнение многих элементарных операций по приему, пропуску и отправлению поездов. Утверждена новая, существенно переработанная Инструкция по определению станционных и межпоездных интервалов, основные положения которой должны быть использованы при расчете пропускной и перерабатывающей способности станций.

Отсутствует методика расчета пропускной и перерабатывающей способности пограничных, перегрузочных, портовых и паромных железнодорожных станций.

Для повышения величины наличной пропускной способности стрелочных горловин требуется точный учет возможности использования (по мере освобождения) изолированных стрелочных секций в одном маршруте для передвижений по другим маршрутам.

Нужна методика расчета перерабатывающей способности сортировочных горок с учетом влияния вагонов, роспуск которых с горки без маневрового локомотива запрещен.

Необходимо дать современную методику расчета пропускной способности пассажирских платформ и перронных путей, пассажирских технических и экипировочных путей.

Требуется аналитический способ определения перерабатывающей способности грузовых устройств без построения графиков совместной работы грузовых фронтов, обслуживаемых одним маневровым локомотивом, при различных условиях работы.

Необходима разработка новых нормативов на текущее содержание, плановые виды ремонта пути и на снегоуборку на электрифицированных и неэлектрифицированных линиях, а также разработка нормативов надежности, учитывающих возможные отказы вагонных замедлителей, стрелочных переводов, устройств горочной автоматики и нерасцепы вагонов.

Должны быть даны обоснованные нормативы и методики определения времени на выполнение технического обслуживания и коммерческого осмотра в приемных парках для поездов, поступающих в расформирование, в отправочных парках для поездов своего формирования и приемоотправочных парках для транзитных поездов без переработки и при изменении веса и длины составов поездов.

3. В существующей инструкции полностью отсутствует раздел применения вычислительной техники при расчетах наличной пропускной способности направлений железных дорог и связанная с этим организация сбора, анализа и обновления исходной информации, необходимой для расчетов, использование существующих автоматизированных систем и современных каналов связи.

В новой редакции Инструкции представляется целесообразным перейти по возможности от эмпирических зависимостей, представляющие собой усредненные значения по сети, к методам математического моделирования работы конкретных железнодорожных станций, участков и других линейных предприятий (депо, тяговых подстанций, пунктов технического обслуживания и экипировки и т.д.). Это позволит существенным образом повысить точность и обоснованность расчетов.

Мероприятия по усилению пропускной и провозной способности

Способы усиления пропускной и провозной способности делятся на две группы:

- организационно-технические мероприятия, не требующие значительных денежных затрат, но позволяющие поднять пропускную способность за счет лучшего использования техники и совершенствования технологии;

- реконструктивные, связанные с техническим переоснащением линии и большими капиталовложениями.

Организационно-технические мероприятия.

К группе организационно-технических мероприятий относятся:

• применение более эффективных графиков движения поездов;

• организация обращения соединенных поездов;

• ускорение пропуска поездов по ограничивающему перегону за счет организации подталкивания и двойной тяги;

• сокращение станционных интервалов на раздельных пунктах, прилегающих к ограничивающему перегону;

• сокращение коэффициента съема грузовых поездов пассажирскими путем прокладки последних в пачках;

• применение схемы организации местной работы на участках с остановками сборных поездов только на опорных промежуточных станциях;

• совершенствование технологии работы технических станций и ликвидация враждебных пересечений маршрутов в горловинах;

• сокращение размеров движения увеличением массы поездов;

• проведение мероприятий временного характера (одностороннее движение по двум параллельным путям, колебательное движение на однопутном участке – одностороннее движение то в одном, то другом направлении, караванное движение – движение поездов один за другим на расстоянии видимости и т.д.).

Значительное увеличение пропускной способности достигается применением пакетных и частично-пакетных графиков. Полный пакетный график дает прирост пропускной способности на 50%. Число поездов в пакете на однопутных линиях ограничивается путевым развитием станций и снижением участковой скорости при скрещениях. Поэтому больше двух поездов в пакете отправлять нежелательно.

Частично-пакетный график позволяет излишние локомотивы в обратном направлении возвращать двойной тягой, что сокращает потребное число ниток графика.

Наибольшую эффективность в повышении пропускной способности, особенно в периоды предоставления «окон» в графике, дает организация пропуска соединенных поездов. Соединенные поезда пропускаются до и после «окна» на однопутно линии или по оставшемуся действовать одному из путей двухпутной линии.

Ускорение хода поездов по ограничивающему перегону достигается в результате применения подталкивания или двойной тяги.

Более рациональное использование грузоподъемности и вместимости вагонов увеличивает нагрузку на ось. В итоге заданный объем перевозок можно освоить сокращенным вагонным парком и меньшим числом поездов на графике.

Уменьшение числа поездов на графике, в свою очередь, сокращает потребность в локомотивах и бригадах,- снижает расход топлива и электрической энергии, сокращает число скрещений поездов на однопутных линиях.