План перевозок и работы подвижного состава отделения железной дороги в грузовом движении

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Кафедра: «Экономика транспорта»

Пояснительная записка к курсовому проекту:

«ПЛАН ПЕРЕВОЗОК И РАБОТЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ОТДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ В ГРУЗОВОМ ДВИЖЕНИИ»

Санкт-Петербург

1. Расчет показателей плана перевозок

План перевозок отделения дороги (размеры грузопотоков тыс. т)

Рис. 1.1 — Условная схема отделения дороги

Рассматриваемое отделение ограничено участковыми станциями А, В, входящими в его состав. На станции, А расположено основное депо, на В — оборотное. Станция Б — пункт смены локомотивных бригад. Станция Б — грузовая.

— эксплуатационная длина соответствующего участка, км.

На основе исходных данных разработаем схему грузопотоков (Рис. 2):

По каждой станции и участку по числителю указана погрузка (+), по знаменателю — выгрузка (-).

Длина участка А-Б = 170 км, участка Б-В = 180 км.

Грузопотоки по нечетному направлению:

По станции, А сдача на участок А-Б:

= = 39 000 — 400 + 475 = 39 075 (тыс. т.);

Прием на станцию Б определяется:

= = 39 075 — 200 + 220 = 39 095 (тыс. т.);

По станции Б сдача на участок Б-В:

= - = 39 095 — 720 + 740 = 39 115 (тыс. т.);

Прием на станцию В определяется:

= - = 39 115 — 200 + 190 = 39 105 (тыс. т.);

Сдача по станции В :

= - = 39 105 — 510 + 505 = 39 100 (тыс. т.);

Грузопотоки по нечетному направлению:

Сдача по станции В на участок В — Б:

= - = 31 300 — 310 +300 = 31 290 (тыс. т.);

Прием на станцию Б определяется:

= - = 31 290 — 190 +180 = 31 280 (тыс. т.);

Сдача по станции Б на участок Б — А:

= - = 31 280 — 630 + 620 = 31 270 (тыс. т.);

Прием на станцию, А :

= - = 31 270 — 210 + 200 = 31 260 (тыс. т.);

Сдача по станции, А :

= - = 31 260 — 450 + 440 = 31 250 (тыс. т.);

На основании полученных значений составлена таблица 1.1.

Таблица 1.1 — Определение грузопотоков и грузооборота отделения дороги

На основе данных грузооборота рассчитаем показатели плана перевозок отделения дороги в целом.

Таблица 1.2 — Показатели плана перевозок по условному отделению дороги

2. Планирование эксплуатационной работы отделения железной дороги

Для определения ткм брутто разработаем схему вагонопотоков груженых вагонов.

Для разработки схемы груженых вагонопотоков необходимо данные схем грузопотоков перевести из тонн в вагоны:

где — отправленные, принятые, прибывшие или сданные вагоны;

— отправленные, принятые, прибывшие или сданные грузы (схема 2);

— средняя статическая нагрузка (прил. 2, = 43,9 т).

Точность расчета до 100 вагонов (0,1 тыс. ваг.).

Рис. 2.1 — Схема вагонопотоков груженых вагонов

2.1 Определение объемных показателей работы подвижного состава

2.1.1 Расчет пробега груженых и порожних вагонов

Пробег вагонов измеряется в вагоно-километрах и рассчитывается на основании данных о погрузке, выгрузке, приеме и сдаче вагонов по стыковым пунктам, а также данных о густоте вагонопотоков.

С целью правильного выполнения дальнейших расчетов производится проверка баланса по станциям и отделению дороги в целом.

Проверка по станциям и участкам:

погрузка + прием = выгрузка + сдача.

В нечетном направлении:

А: 888,4 + 10,8 = 9,1 + 890,1 = 899,2 (тыс. ваг.);

А-Б: 890,1 + 5,0 = 4,6 + 890,5 = 895,1 (тыс. ваг.);

Б: 890,5 + 16,9 = 16,4 + 891,0 = 907,4 (тыс. ваг.);

Б-В: 891,0 + 4,3 = 4,6 + 890,8 = 895,4 (тыс. ваг.);

В: 890,8 + 11,5 = 11,6 + 890,7 = 902,3 (тыс. ваг.);

В четном направлении:

В: 713,0 +6,8 = 7,1 + 712,8 = 719,8 (тыс. ваг.);

В-Б: 712,8 + 4,1 = 4,3 + 712,6 = 716,9 (тыс. ваг.);

Б: 712,6 + 14,1 = 14,4 + 712,3 = 726,7 (тыс. ваг.);

Б-А: 712,3 + 4,6 = 4,8 + 712,1 = 716,9 (тыс. ваг.);

А: 712,1 + 9,9 = 10,2 + 711,8 = 722,0 (тыс. ваг.);

Проверка по отделению:

выгрузка + сдача на другие дороги = погрузка + прием с других отделений.

88,0 +1601,5 = 87,1 + 1602,4; 1689,5 = 1689,5 (тыс. т.).

Густота движения вагонов, тыс. ваг., по каждому направлению соответствующего участка определяется как средняя величина суммы вагонов, сдаваемых станцией, ограничивающей этот участок, и приемом вагонов смежной станцией участка:

где , — соответственно сданные вагоны с одной станции и принятые на другую станцию, ограничивающие данный участок (в данной формуле для участка А-Б нечетного направления).

Произведение величины густоты движения вагонов i-го участка () и эксплуатационной длины этого участка () определяет значение вагоно-километров груженых вагонов:

= .

Результаты расчета по отделению в целом приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 — Определение густоты движения и пробега груженых вагонов

Средняя густота вагонопотока по отделению определяется по формуле:

где — эксплуатационная длина отделения, км.

(тыс. ваг-км).

2.1.2 Определение годового баланса местного порожняка по отделению железной дороги

Порядок обмена вагонным парком определяется равенством вагонопотоков в четном и нечетном направлениях. Прием порожних вагонов определяется исходя из равенства вагонопотоков в груженом и порожнем направлениях, т. е. прием порожних вагонов в порожнем направлении определяется разницей между сдачей груженых вагонов в груженом направлении и приемом груженых вагонов в порожнем направлении (890,7 — 713,0 = 177,7 (тыс. ваг.). Порожним направлением считается наименее грузонапряженное направление.

Для упрощения расчетов в работе принята взаимозаменяемость вагонов: выгруженные на станции (участке) вагоны при потребности сразу подают под погрузку.

Табл. 2.2 заполняется на основе схем груженых вагонопотоков. Превышение выгрузки над погрузкой означает избыток (+) порожних вагонов, обратное соотношение — недостаток (-).

Таблица 2.2 — Годовой баланс местного порожняка по отделению, тыс. ваг.

Данные баланса местного порожняка используются в разработке схемы порожних вагонопотоков.

На основе данных об избытке и недостатке местного порожняка и размеров приема по стыковым пунктам составим схему движения порожних вагонов.

Рис. 2.2 — Схема порожних вагонопотоков Пробег порожних вагонов рассчитывается аналогично пробегу груженых вагонов по формуле:

Общий пробег вагонов, равный сумме груженого и порожнего пробегов вагонов, определяется в табл. 2.3:

.

Таблица 2.3 — Определение пробега порожних вагонов и общего пробега вагонов

2.1.3 Расчет тонно-километровой работы брутто и распределение ее по категориям поездов

Тонно-километровая работа брутто складывается из тонно-километров брутто груженых и порожних вагонов. Тонно-километры брутто груженых вагонов складываются из грузооборота нетто и грузооборота тары груженых вагонов.

Тонно-километры брутто порожних вагонов определяются грузооборотом тары порожних вагонов:

+ = + =

= + =

= + ,

где — грузооборот нетто, ткм (табл. 1.1);

— грузооборот тары вагонов, ткм;

— средняя масса тары вагона, т;

— общий пробег вагонов, тыс. ваг-км.

Расчеты произведены в табл. 2.4.

Различают следующие категории поездов:

сквозные, следующие без переформирования одну и более участковые станции. Эти поезда осваивают основной грузопоток, имеют высокие нормы веса и длины, следуют с графиковыми скоростями для транзитных поездов. Формируются они, как правило, раздельно из груженых или порожних вагонов;

сборные, работающие внутри одного участка и обслуживающие в основном местную работу (погрузку-выгрузку) на промежуточных станциях. Эти поезда имеют меньшие весовые нормы (до 1500 т) и невысокие скорости, т. к. на промежуточных станциях поездными локомотивами выполняется маневровая работа, связанная с отцепкой и прицепкой вагонов. Сборные поезда состоят одновременно из груженых и порожних вагонов, при этом порожние вагоны следуют в порожнем направлении.

Для распределения тонно-километров брутто по категориям поездов выделяют ту часть, которая приходится на сборные поезда, тогда остальная часть работы будет относиться к сквозным.

На сети железных дорог РФ принята работа поездов по схеме «вперед». Предполагается, что погрузка и выгрузка осуществляется равномерно на всех промежуточных станциях участка, имеющих грузовую работу, и каждый вагон, следующий под погрузку или после погрузки, проходит в среднем примерно половину длины участка. Таким образом, для сборных поездов тонно-километры брутто определяются следующим образом.

В груженом нечетном направлении:

где — средняя масса вагона брутто, т;

— погрузка на участке, ваг.;

— выгрузка на участке, ваг.;

— длина участка, км.

Средняя масса груженого вагона брутто определяется по формуле, т:

где — тонно-километры брутто груженых вагонов;

— пробег груженых вагонов, ваг-км.

Таблица 2.4 — Определение тонно-километров брутто вагонов

В четном направлении тонно-километры брутто груженых вагонов определяются по формуле (2.9), порожних вагонов:

где — вес тары вагона, т;

— абсолютное значение разницы между выгруженными и погруженными вагонами на участке в целом (т. е. по обоим направлениям):

— имеет место отправление со станций участка порожних вагонов;

— подача с других станций недостающих под погрузку вагонов.

Тонно-км брутто сборных поездов в четном направлении:

.

Тонно-километры сквозных поездов определяются разницей между ткм всех поездов и ткм сборных поездов.

Распределение тонно-километров брутто по категориям поездов выполнено в табл. 2.5.

Таблица 2.5 — Расчет тонно-километров брутто сборных поездов

2.1.4 Определение пробегов и эксплуатируемого парка локомотивов

Пробеги поездов рассчитываются раздельно по следующим категориям:

а) сквозные груженые;

б) сквозные порожние;

в) сборные.

Сквозные груженые поезда осваивают основной грузопоток и имеют установленную весовую норму. Различают следующие способы установления норм:

с учетом ограничений по силе тяги локомотивов;

с учетом ограничений по длине приемоотправочных путей.

Для определения пробега сквозных груженых поездов (поездо-км) используется следующая формула:

= 11141(тыс поездо-км),

где — тонно-километры брутто сквозных груженых поездов;

— весовая норма для сквозных груженых поездов, 3350 т (прил. 2).

Формула для расчета пробега сквозных порожних поездов (поездо-км) имеет следующий вид:

(тыс поездо-км),

где — тонно-километры брутто сквозных порожних поездов;

— весовая норма для сквозных порожних поездов, т.

Весовую норму (в тоннах) получают расчетным путем с учетом ограничений по длине приемо-отправочных путей:

(т.),

где — среднее число вагонов в поезде.

Требующаяся для этого расчета величина состава поезда (ваг.) определяется по формуле:

(ваг.),

где — длина приемо-отправочных путей, м (прил. 2);

— средняя длина вагона, м (прил. 2);

50 — длина пути на установку локомотива, м.

Расчет поездо-километров сборных поездов

Методика расчета поездо-км связана с ограничением массы поездов брутто (для всех вариантов равна 1500 т).

Методом подбора определяем количество поездов, а затем расчетную массу брутто поезда.

Расчет сделать отдельно для каждого участка в груженом направлении.

Количество поездов в порожнем направлении принимается равным груженому направлению.

Подбор поездов целесообразно сделать в табличной форме (табл. 2.6).

Таблица 2.6 — Определение количества сборных поездов

Величины поездо-км по категориям поездов рассчитываются в табл. 2.7. Результаты расчетов используются для определения суточных размеров движения поездов и одиночных локомотивов (табл. 2.8).В табл. 2.8 заносят значения поездо-км по категориям поездов, определяют общие поездо-км по направлениям каждого участка. Пробеги локомотивов одиночного следования

= ,

где — значения поездо-км по направлениям участка; из большего вычитают меньшее (результат заносят в табл. 2.8 в строку участка по графе локомотиво-км одиночно следовавших локомотивов того направления участка, где).

Количество поездов и одиночно следовавших локомотивов за год () рассчитывается делением поездо-км () и локомотиво-км одиночно следовавших локомотивов () на протяженность конкретного участка данного направления (). Их значения считать в единицах, округляя до целого большего числа. Правильность расчетов проверяется равенством локомотиво-километров линейного пробега по направлениям участков или суммой поездов и одиночно следовавших локомотивов по каждому направлению конкретного участка (табл. 2.8).

Эксплуатируемый парк локомотивов () — это парк, который необходим для обеспечения заданного объема перевозок. Оборот одного локомотива складывается из времени нахождения локомотивов в движении (), простоев на промежуточных станциях (), на станциях основного () и оборотного депо (), в пунктах смены локомотивных бригад ().

Общее время всех локомотивов:

+ =

= + + .

, , ,

определяются произведением количества поездов (N) и одиночно следующих локомотивов () и соответствующего времени (t):

.

Таблица 2.7 — Определение величины поездо-км

Таблица 2.8 — Расчет суточных размеров движения поездов и одиночных локомотивов по участкам отделения дороги

Средние затраты времени для одного поезда (локомотива) составят:

ч;

ч;

.

В работе время простоев локомотивов на станциях основного, оборотного депо и в пунктах смены локомотивных бригад взять из расчета 10−15% от их времени в движении ():

= (0,10…0,15) = 0,15*1120,4 = 168,06 (лок-ч.)

где = .

На основе полученных результатов определяем

= + = 982.6+ 168,06= 1150.66 (лок-ч/сут,) откуда эксплуатируемый парк поездных локомотивов

= 1150.66 /24 =47,9 = 48 (ед.)

Условный пробег локомотивов — это пробег, рассчитанный по времени простоев локомотивов и работы их на маневрах. Расчеты условного и общего пробегов сделать в табличной форме (табл. 2.10, 2.11).

Условный пробег поездных локомотивов складывается из условного пробега маневровой работы и так называемого горячего простоя. Локомотивы со сборными поездами выполняют маневровую работу на промежуточных станциях. Общее время локомотиво-часов маневровой работы за сутки рассчитано в табл. 2.9. Годовая величина определяется умножением на 365:

.

Условный пробег рассчитывается из условия: 1 час работы = 5 км пробега, т. е.

.

Таблица 2.9 — Определение времени нахождения локомотивов на участках отделения дороги

Таблица 2.10 — Условный пробег локомотивов за год

Таблица 2.11 — Общий пробег локомотивов, тыс. лок-км

Горячий простой поездных локомотивов — это сумма всех видов простоев (кроме), рассчитанных в табл. 2.9, взятых за год (). Условный пробег численно равен локомотиво-часам данных простоев, т. к. 1 час простоя равен 1 лок-км:

= 1228,15 (лок-км)

Локомотиво-часы специальных маневровых локомотивов рассчитываются по формуле:

т. е.

(лок-ч);

где — эксплуатируемый парк специальных маневровых локомотивов (прил. 2, равен 5 единицам).

Их условный пробег определяется из условия, что локомотивы работают 23,5 часа за сутки, а на экипировку, смену локомотивных бригад приходится 0,5 часа:

= (лок-ч).

Условный пробег маневровых локомотивов

= (лок-км).

Условный пробег маневровых локомотивов, определяемый из их горячего простоя, численно равен локомотиво-часам простоя :

=42 887,5 (лок-ч).

2.1.5 Определение рабочего парка вагонов

Оборот вагона, ч,

где — соответственно время в движении и простоев на промежуточных станциях, под грузовыми операциями и на технических станциях.

В процессе перевозок используется рабочий парк вагонов (), который определяется наиболее точным статистическим методом по затратам вагоно-часов на операции перевозочного процесса:

(ед.), где — -общие затраты вагоно-часов в движении и простоев на промежуточных станциях.

Вагоно-часы в пути определяются по формуле:

(тыс. ваг-ч.);

Участковая скорость движения поездов рассчитывается по формуле, км/ч:

=33,7 (км/ч), где — из табл. 2.8 (итог графы 6, всего по отделению);

— поездо-часы на участке, численно равные локомотиво-часам на участке (по данным табл. 2.9).

Для определения затрат вагоно-часов на технических станциях прежде всего необходимо определить общее количество вагонов, проходящих через каждую техническую станцию. Это количество вагонов равно сумме всех вагонов, принимаемых станцией за год (груженых и порожних) со всех направлений.

Из общей суммы вагонов, принимаемых станцией, исключаем местные вагоны, которые численно равны большей из величин погрузки либо выгрузки на станции. В результате получаем количество транзитных вагонов, следующих через данную станцию.

Расчеты выполнены в табл. 2.12.

Таблица 2.12 — Определение числа транзитных вагонов, следующих через станции отделения дороги, тыс. вагонов

Вагоно-часы простоя под техническими операциями определим в табличной форме (табл. 2.13) по формуле:

.

Нормы простоя транзитных вагонов, общие для всех вариантов, принять в диапазоне от 2,5 до 3,5 часов.

Таблица 2.13 — Определение вагоно-часов простоя на технических станциях

Вагоно-часы под грузовыми операциями рассчитывают отдельно по каждой станции и каждому участку. Размеры погрузки и выгрузки необходимо взять из схемы груженых вагонопотоков.

Число сдвоенных операций определяют исходя из условия, что на технических станциях все вагоны, освобождающиеся из-под груза, можно здесь же использовать под погрузку. На участках сдвоенные операции не предусмотрены. Затраты вагоно-часов под грузовыми операциями (за год) рассчитываются по формуле:

где — число вагонов со сдвоенными и одиночными операциями; , — нормы простоя вагона под сдвоенными и одиночными операциями.

Далее суммированием полученных результатов по формуле (2.28) рассчитывается рабочий парк вагонов (, ваг).

Таблица 2.14 — Определение вагоно-часов простоя под грузовыми операциями

3. Расчет качественных показателей использования подвижного состава

На основании расчета объемных показателей определяются качественные показатели использования подвижного состава на отделении.

3.1 Показатели использования локомотивов

Основными показателями, характеризующими использование локомотивов, являются:

масса поезда брутто, т,

(т); (3.1)

эксплуатируемый парк поездных локомотивов, ед.,

(ед); (3.2)

среднесуточный пробег поездных локомотивов, км,

(км); (3.3)

среднее время оборота локомотивов, ч,

=24,0 (ч); (3.4)

Среднесуточная производительность локомотивов, тыс. ткм брутто/лок.:

= 2224.36 (тыс. ткм брутто/лок). (3.5)

Результаты проверим по аналитическим формулам:

; (3.6)

2 224 360 = 3223,8*696.9*(1 — 0,034);

2 224 360? 2 170 280;

(3.7)

2 224 360=3223,8*696.9/(1+0,034);

2 224 360? 2 172 791;

где — отношение вспомогательного линейного пробега локомотивов к их линейному пробегу

= = 412.72/12 110.1 =0,034;

— отношение вспомогательного линейного пробега локомотивов к пробегу в голове поездов,

= = 412.72/12 088.38= 0,034.

и рассчитываются по данным табл. 2.11.

3.2 Показатели использования вагонов

Средние динамические нагрузки:

груженого вагона, т/ваг.,

(т/ваг); (3.8)

вагона рабочего парка, т/ваг.,

(т/ваг). (3.9)

Средняя масса вагона брутто, т/ваг.,

(т/ваг); (3.10)

полное время оборота вагона, сут:

(сут.). (3.11)

Результат проверить по аналитической формуле:

(3.12)

где — полный рейс вагона (путь, пройденный от очередной до последующей погрузки), км;

— коэффициент местной работы.

Полный рейс вагона, км,

(км); (3.13)

груженый рейс вагона, км,

(км); (3.14)

Время нахождения вагона под одной грузовой операцией, ч,

(ч); (3.15)

Коэффициент местной работы

(3.16)

Время нахождения вагона под грузовыми операциями за один оборот, ч,

(ч); (3.17)

Среднее время нахождения вагонов на одной технической станции, ч,

(ч), (3.18)

где — количество транзитных вагонов, проходящих по дороге за год с переработкой и без переработки.

Вагонное плечо — путь, проходимый вагонами от одной технической операции до следующей, км:

(км), (3.19)

Среднее число технических станций, проходимых вагонами за один оборот:

(3.20)

Время нахождения вагонов на технических станциях за один оборот, ч,

(ч), (3.21)

Среднесуточный пробег вагонов, км/сут,

(км/сут), (3.22)

Среднесуточная производительность вагона рабочего парка, ткм нетто/ваг.,

(ткм нетто/ваг), (3.23)

Расчет среднесуточной производительности вагона проверить по аналитическим формулам:

; (3.24)

28 715 = 39,5*726.9;

28 715? 28 712;

; (3.25)

28 715 =

28 715? 28 748.9

(3.26)

28 715? 28 719.8;

где , — коэффициенты порожнего пробега вагонов соответственно к их груженому и общему пробегам,

(3.27)

(3.28)