Грузовые поезда

1. Характеристика отделения перевозок

1. Отделение перевозок состоит из двух однопутных участков A-N и N-C. Взаимное расположение этих участков показано на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 — Схема железнодорожного направления

2. А и С — участковые станции с оборотным депо и смены локомотивных бригад. Станция N — сортировочная с основным депо. Линия УК — однопутная с диспетчерской централизацией. Стрелки на всех станциях отделения оборудованы электрической централизацией.

3. Гружёные вагонопотоки приводятся в таблицах задания в виде таблицы 1.1.

Таблица 1.1 — Гружёные вагонопотоки

4. Граница отделения — станции, А и С (включительно). Длины участков показаны на рис. 1.1.

5. Станция N расформирует и формирует сквозные, участковые и сборные поезда, а станции, А и С — участковые и сборные поезда и являются стыковыми пунктами с соседними отделениями (рис. 1.1).

6. Род тяги для обслуживания грузовых и пассажирских поездов на отделении — соответственно, 2ТЭ10 и ТЭП70 (по заданию).

7. На участках отделения перевозок по четыре промежуточных станции. 1]

8. Задано на участках: 1 пара скорых и 1 пара пассажирских поездов. Размеры движения грузовых поездов по категориям определяются на основании гружёных вагонопотоков.

9. Вагонопотоки, выделяемые в отправительские маршруты установлены по заданию.

10. Распределение погрузки и выгрузки по промежуточным станциям на участках отделения определяется по заданию (таблица 14).

11. Графики движения поездов составляются на участках AN и NC.

12. По графикам на участках определяются основные показатели графика движения поездов.

13. Определяются основные измерители отделения перевозок.

1.1 Определение гружёных и порожних вагонопотоков

Гружёные вагонопотоки определяются согласно задания (табл.1.1). для определения объёма работы в гружёных вагонах, регулировке порожних вагонов в отделении перевозок, направления гружёных и порожних вагонопотоков и построения их диаграмм необходимо данные таблицы 1.1 представить в виде таблицы 1.2.

Таблица 1.2 — Суточные вагонопотоки

Uпор А. Порожние вагонопотоки (Uпор) Б. Местные вагонопотоки (местная работа — Uмр)

В. Ввозимые вагонопотоки (ввоз — Uвв)

Г. Вывозимые вагонопотоки (вывоз — Uвыв)

Д. Транзитные вагонопотоки (транзит — Uтр)

Рис. 1.2 — Диаграмма гружёных и порожних вагонопотоков (раздельный вид) Объёмы работы станции данного и соседних отделений перевозок разделены и представлены в таблице 1.2 и на рисунках 1.2, 1.3. в нём вагонопотоки подразделены по видам сообщений следующим образом:

— местное сообщение — погрузка отделения на себя, равная Uмр = 282 вагонам;

— вывоз или погрузка на другие отделения, Uвыв = 475 вагонам;

— ввоз или приём гружёных вагонов с других отделений для выгрузки, Uвв = 371 вагонам;

— транзит или приём гружёных вагонов для сдачи их на другие отделения, Uтр = 1450 вагонам. [2]

Вся работа отделения равна:

Uр = (Uм + Uвыв) + (Uвв + Uтр),

так как

Uмс + Uвыв = Uп, а Uтр + Uвв =Uпргр,

Uр = Uп + Uпргр, вагонов;

где Uп — погрузка отделения, вагонов;

Uпргр — приём гружёных вагонов с других отделений, вагонов

Uр =(282 + 475) + (371 + 1450) = 2578 вагонов.

С другой стороны,

Uм + Uвв = Uв, а Uтр + Uвыв = Uсдгр, вагоны где Uв — выгрузка отделения, вагоны;

Uсдгр — сдача гружёных вагонов на другие отделения.

Тогда (рис. 1.3):

Uр = Uв + Uсдгр, вагонов

Uр = (282 + 371) + (1450 + 475) = 2578 вагонов.

Рис. 1.3 — Работа отделения перевозок по видам сообщений Кроме того, по данным таблицы 1.2 определяются регулировки порожних вагонов путём составления их баланса. По горизонтальной строке определяется погрузка, по вертикальному столбцу — выгрузка станции. По разнице их определяется «избыток» или «недостаток» порожних вагонов. В таблице 1.2 распределённые порожние вагоны показаны под дробью. На основе данных табл. 1.2 строятся диаграммы гружёных и порожних вагонопотоков по видам сообщений (рис. 1.2 — раздельный вид). [2]

1.2 Расчёт массы и состава грузового поезда

Нормы массы поездов — важнейший технико-экономический показатель, от которого зависят пропускная способность линий, расход электроэнергий топлива, потребность в локомотивном парке и себестоимость перевозок.

Расчёт состава гружёного поезда определяется по формуле:

mгр = Q / qбр, вагоны (1.1)

где Q — масса состава, т; Q = 5037 т ;

qбр — средняя масса брутто одного физического вагона, т; qбр = 77 т (по заданию);

mгр = 4700 / 79 = 59 вагонов.

Количество вагонов порожнего состава определяю по формуле:

m пор = (Lст — lл — 10) / lв, вагоны (1.2)

где Lст — полезная длина станционных путей, м Lст = 1050 м (по заданию);

lл — длина локомотива, м; lл = 34 м (по заданию);

lв — средняя длина вагона, м; lв = 14,1 м (по заданию);

10 — расстояние на неточность остановки поезда, м.

m пор = (1050 — 34 — 10) / 14,1 = 71 вагона.

Расчёт тяжеловесного состава по вместимости на станционных путях определяю по формуле:

m гртж = (Lст — lл — 10) * Рпн, вагоны (1.3)

где Рпн — погонная нагрузка от вагона на метр пути, т/м, определяемая по формуле:

Рпн = Q / mгр lв, т/м; (1.4)

Рпн = 4700 / 59 * 14,1 = 5,64 т/м;

m гртж = (1050 — 34 — 10) * 5,64 = 5674 т.

2. Организация вагонопотоков

Система организации вагонопотоков в поездах имеет важное значение в работе железнодорожного транспорта. С её помощью производится распределение сортировочной работы между станциями сети и вагонопотоков по направлениям и участкам. Своё конкретное выражение система организации вагонопотоков находит в плане формирования грузовых поездов. [3]

Повышение эффективности плана формирования поездов на основе дальнейшего совершенствования методов его расчёта является одним из важнейших резервов сокращения простоя вагонов, увеличения дальности их пробега без переработки и ускорения оборота вагонов.

2.1 Организация отправительских маршрутов

Эффективность организации отправительских маршрутов определяется сопоставлением дополнительных затрат на станциях погрузки и выгрузки с получаемой экономией от проследования попутных технических станций без переработки.

Таблица 2.1 — Характеристика отправительских маршрутов

Пункты погрузки и выгрузки отправительских маршрутов, дальность пробега и получаемая экономия определяются по корреспонденциям в чётном и нечётном направлениях, для чего составляется таблица 2.1.

Показатели отправительской маршрутизации приведены в п. 2.5.

В общем виде условие выгодности выделения струи вагонопотока n характеризуется следующим неравенством:

n? Тэк? cm, (2.3)

где Тэк — общая экономия времени в приведённых часах от пропуска одного вагона струи n через станцию без переработки.

В зависимости от того, по каким станциям производится суммирование вагоно-часов, неравенство преобразуется в необходимое. Достаточное и общее достаточное условие выгодности маршрутизации струи. [4]

Необходимое условие (НУ) требует, чтобы суммарная экономия приведённых вагоно-часов от проследования данного назначения без переработки через все попутные технические станции превышала или по крайней мере равнялась затратам вагоно-часов на накопление данного назначения, т. е.

n? Тэк? cm, (2.4)

Достаточное условие (ДУ) требует, чтобы суммарная экономия приведённых вагоно-часов по станциям уступа была бы больше или равна затратам на накопление данного назначения, т. е.

n Тэк? cm, (2.5)

Общее достаточное (абсолютное) условие (ОДУ) можно сформулировать следующим образом: струю вагонопотока выгодно выделять в самостоятельное назначение, если экономия от проследования её транзитом через любую попутную техническую станцию больше или равна затратам на накопление:

n Т? cm, (2.7)

где Т — минимальное значение Тэк на всём пути следования струи.

2.2 Расчёт оптимального плана формирования одногруппных поездов

Для оставшихся вагонопотоков между техническими станциями составляется таблица 2.5 на основе табл. 1.2.

Таблица 2.2 — Вагонопотоки по опорным станциям для расчёта плана формирования поездов в нечётном направлении

Вагоны, погруженные на участке, включаются в вагонопоток впереди лежащей технической станции по направлению движения.

Таблица 2.3 — Параметры плана формирования (из задания)

У A N C K

У A N C K

Рис. 2.1 — Совмещённый ступенчатый график вагонопотоков

cm 590 637 560 590 590

Тэк 5.8 4.5 6.5

Проверка по условию ОДУ

258 * 4,5 = 1161 › 590 удовл. ОДУ

80 * 4,5 = 360 › 590 не удовл. ОДУ

65 * 4,5 = 292 › 637 не удовл. ОДУ

2. График сквозных назначений

Рис. 2.2 — Расчёт плана формирования одногруппных поездов в нечётном направлении

Для расчёта плана формирования поездов по методу совмещённых аналитических сопоставлений, необходимо проверить, не удовлетворит ли вагонопоток между конечными станциями У и К общему достаточному условию (ОДУ):

min Тn? cm, (2.8)

где min Т — станция с минимальной экономией (ст.N);

cm — вагоно-часов затраты на накопление.

Для УК: 258 * 4,5 = 1161 › 590- удовлетворяет ОДУ.

Для УС: 80 * 4,5 = 360 › 590- не удовлетворяет ОДУ.

Для УN: 65 * 4,5 = 292 › 637- не удовлетворяет ОДУ.

Следовательно, одноструйное назначение УК и УС включается в оптимальный план формирования и в графике назначений не приводится. Назначение УN в оптимальный план не включается и приводится в графике назначений.

Далее составляется график назначений сквозных поездов, проходящих без переработки не менее одной расчётной станции (рис. 2.2).

Составленные графики назначений проверяются на необходимое условие (НУ) по формуле:

? n Тэк? cm, (2.9)

где? n Тэк — суммарная экономия вагоно-часов у данного назначения от проследования всех технических станций без переработки.

Из назначений, удовлетворяющих условию НУ, выбирается назначение дающее наибольшую экономию, которое называется исходным. В нашем случае условию НУ удовлетворяет только одно назначение — NK (227 вагонов). Но, так как это назначение не является одноструйным, необходимо выбрать более дальнее назначение с большей экономией и сделать проверку на возможность выделения его из исходного в самостоятельное назначение по условию (ДУ):

? n Тэкуст? cm, (2.10)

где? n Тэкуст — экономия, получаемая со станции уступа.

После выделения исходного назначения в оптимальный план формирования (ОПФ) делается первая корректировка оставшихся назначений. Вновь создаются сквозные назначения, и по каждому из них определяется экономию. [5

Для корректировки остались одноструйные назначения УN и АС, неудовлетворяющие необходимому условию (рис. 2.2). На этом расчёт плана формирования поездов нечётного направления завершается.

После включения сквозных назначений в оптимальный план формирования определяются участковые назначения.

У A N C … K

Оптимальный план формирования

Рис. 2.3 — Оптимальный план формирования поездов в нечётном направлении У-К Оптимальный план формирования поездов в нечётном направлении, включая отправительские маршруты, приведён на рис. 2.3.

План формирования поездов в чётном направлении рассчитывается также методом совмещённых аналитических сопоставлений. Для этого составляется табл. 2.7 с исходными данными и ступенчатый график вагонопотоков (рис. 2.4), и показывается последовательность расчёта (рис. 2.5).

Таблица 2.4 — Вагонопотоки по опорным станциям для расчёта плана формирования поездов в чётном направлении

У A N C K

У A N C K

Рис. 2.4 — Совмещённый ступенчатый график вагонопотоков чётного направления

cm 590 637 560 590 590

Тэк 5.8 4.5 6.5

Проверка по условию ОДУ

177 * 4,5 = 797 › 590 удовл. ОДУ

12 * 4,5 = 54 ‹ 590 не удовл. ОДУ

2. График сквозных назначений

Рис. 2.5 — Расчёт плана формирования одногруппных поездов в чётном направлении У A N C K

Оптимальный план формирования

Рис. 2.6 — Оптимальный план формирования поездов в направлении К-У Оптимальный план формирования поездов в чётном направлении, включая отправительские маршруты, приведён на рис. 2.6.

2.3 Основные показатели оптимального плана формирования поездов

Расчёт показателей плана формирования грузовых одногруппных поездов производится в следующем порядке:

1. Процент охвата погрузки отправительских и ступенчатых маршрутов

aм = 100*Uм / Uп, % (2.11)

где Uм — погрузка отправительскими маршрутами, вагоны;

Uп — общая погрузка, вагоны.

Тогда:

aм = 100 * 1015 / 2578 = 39,37%;

2. Средняя дальность пробега отправительских маршрутов

Lм =? nsм /? nм, км (2.12)

где? nsм — пробег маршрутов, маршруто-км;

? nм — общее число отправленных маршрутов.

Тогда

Lм = 528 815 / 1015 = 521 км.

Количество вагонов, перерабатываемых на технических станциях nпер и проходящих их транзитом nтр (берутся из табл. 2.1, 2.2, 2.3 и рис. 2.3и 2.6) в обоих направлениях. Значения nпер и nтр в нечётном и чётном направлениях сводятся в таблицы 2.5 и 2.6.

Таблица 2.5 — Транзитные вагонопотоки нечётного направления

Таблица 2.6 — Транзитные вагонопотоки чётного направления

4. Средний пробег одного транзитного вагона без переработки

Lтр =? nsтр /? nтр, км (2.13)

Подставив соответствующие данные в формулу (2.13), получаю

Lтр = [602*521 + 258*521 + 80*371 + 227*273 + 590*521 + 157*248] / /(602 + 258 + 80 + 227 + 590 + 157) = 462,9 км.

5. Число формируемых назначений К техническими станциями в обоих направлениях, включая участковые назначения:

К = (КУ + КА + КN + КС) + (КК + КС + КN + КА) = (4 + 1 + 2 + 1) + (3 + 1 + 2 + 1) = 15 назначений.

6. Затраты вагоно-часов на каждой технической станции направления:

— на накопление вагонов в зависимости от числа назначений на станциях направления? Кcm

? Кcm = (4*590 + 1*637 + 2*560 + 1*590) + (3*590 + 1*590 + 2*560 + +1*637) = 8824 ваг.-час;

Количество формируемых вагонов на всех станциях в обоих направлениях (из рис. 2.3 и 2.6), за исключением вагонов отправительских маршрутов, сборных и порожних поездов, составляет:

n = nн + nч = 1111 + 655 = 1766 вагонов.

Время простоя одного вагона под накоплением:

tнак = 8824 / 1766 = 5 часов;

— на переработку вагонов по станциям A, N, C:

? nпер Тэк = (53 + 0)*5,8 + (105 + 12)*4,5 + (0+79)*6,5 = 1347,4 ваг.-час.

Средняя экономия на один вагон

tпер = 1347,4 / 249 = 5,4 часа.

На основе данных отправительских маршрутов (табл. 2.1), оптимального плана формирования (рис. 2.3 и 2.6) и местных вагонопотоков (табл. 3.2 и 3.3) определяются размеры движения по участкам (табл. 3.6).

3. Организация местной работы на участках отделения

3.1 Определение погрузки и выгрузки на промежуточных станциях

Рассматривается работа сборных поездов на участках отделения перевозок А-N и N-C (по заданию). [6]

Таблица 3.1 — Распределение погрузки и выгрузки по промежуточным станциям участка А-N и N-C (исходные данные)

Общее количество вагонов погруженных в нечётном и чётном направлениях и прибывших под выгрузку с нечётного и чётного направлений на участках А-N и N-С (табл.1.1), на основании данных табл.3.1, распределяются по промежуточным станциям (табл. 3.2 и 3.3).

Таблица 3.2 — Распределение вагонопотоков на участке А-N

Таблица 3.3 — Распределение вагонопотоков на участке N-С

На основе данных табл. 3.2 и 3.3 составляются диаграммы местных вагогонопотоков на участках A-N и N-C (рис. 3.1 и 3.2).

Рис. 3.1 — Диаграмма местных вагонопотоков на участке A-N

Рис. 3.2 — Диаграмма местных вагонопотоков на участке N-C

3.2 Организация работы сборных поездов

Из диаграмм (рис. 3.1 и 3.2) определяется количество сборных поездов по перегону с наибольшим вагонопотоком для каждого направления в зависимости:

от силы тяги

Nсб = nгр qбр / Qбр,. (3.1)

когда имеются и порожние вагонопотоки

Nсб = (nгр qбр + nпор qтр) / Qбр, (3.1а) или от полезной длины станционных путей

Nсб = nmaxlв / (lcт — lл — 10), (3.2)

где nmax — наибольшее количество вагонов на перегонах; lв — средняя длина вагона, м; lст — полезная длина станционных путей, м; lл — расчётная длина поездного локомотива, м; Qбр — вес поезда брутто по силе тяги локомотива, т; qбр, qтр — соответственно, средняя масса брутто гружёных и тары порожних вагонов, т; nгр, nпор — вагонопотоки гружёных и порожних вагонов по перегонам.

На участках A-N и N-C в нечётном направлении наибольшее количество вагонов имеют перегоны г-N и з-С (50 и 32 вагонов), в чётном — те же перегоны г-N и з-С (21 и 23 вагонов).

Для нечётного направления:

Nсб = = 0,8? 1 поезд;

Для чётного направления:

Nсб = = 0,4? 1 поезд;

По количеству составов и весу составов участки A-N и N-C обслуживаются одной парой сборных поездов.

Время работы сборных поездов (чётного и нечётного направлений) на каждой промежуточной станции принимается 30 мин. (по заданию). Технологическое время для выполнения сдвоенных грузовых операций принимается tвп = 3−4 часа (время на выгрузку tв = 1−1,5 часа и на погрузку tп = 2−2,5 часа).

Для расчёта простоя местного вагона под одной грузовой операцией на заданном участке для каждого варианта прокладки сборных поездов составляются: табл. 3.4 для первой схемы; табл. 3.5 — второй схемы.

Таблица 3.4 — Вагоно-часы простоя на промежуточных станциях участка N-C (схема 1)

Таблица 3.5 — Вагоно-часы простоя на промежуточных станциях участка N-C (схема 2)

Для выбранного варианта производится расчёт основных показателей местной работы:

Погрузка Uп и выгрузка Uв вагнов;

Общие вагоно-часы простоя? nмtм;

Средний простой местного вагона tм на участке, определяемый по формуле

tм =? nмtм / Uм, ч; (3.3)

Средний простой под одной грузовой операцией

tгр.оп = tм / Ксд, ч; (3.4)

Коэффициент сдвоенных операций Ксд = (Uп + Uв) / Uм, (3.5)

где Uм — количество местных вагонов, участвующих в грузовых операциях.

Тогда, подставляя данные получим:

Погрузка Uп = 52 и выгрузка Uв = 55 вагонов.

Коэффициент сдвоенных операций Ксд = (52 + 55) / 55 = 1,95.

3. Средний простой местных вагонов на участке N-C в двух вариантах

tм1 = 791,72 / 55 = 14,4 ч; tм2 = 661,02 / 55 = 12,02 ч.

Выгодной оказалась вторая схема прокладки сборных поездов.

Средний простой местных вагонов под одной грузовой операцией выгодного варианта

tгр.оп = 12,02 / 1,95 = 6,2 часа.

Для участка A-N выбирается принципиальная схема прокладки сборных поездов на основании сравнения местных вагонопотоков по ограничивающему участку станции (рис. 3.3). При соблюдении условия n1 + n4? n2 + n3 целесообразно применять схему 1, а при соблюдении условия n1 + n4? n2 + n3 выгодна схема 2. В соответствии с выбранной принципиальной схемой прокладываются сборные поезда в графике движения поездов.

Проверяем правомерность данного сравнения на участке N-C. По подсчётам суммарных вагоно-часов второй вариант был оптимальным. Теперь для этого участка сравниваю (рис. 3.1): n1 + n4 и n2 + n3, т. е. 28/4 + 23 ‹ 23 + 32. Выгодность второго варианта подтверждается без расчёта.

Рис. 3.4 — Схемы прокладки сборных поездов на участке A-N

На участке A-N оптимальную схему прокладки сборных поездов находим также путём сравнения n1 + n4 и n2 + n3. Из рис. 3.4 получаем 0 + 7/22 ‹ 21 + 50, т. е. выгодна схема 2.

3.3 Определение количества и категорий грузовых поездов

Общие размеры движения по каждому участку отделения перевозок устанавливаются на основании ранее выполненных расчётов по отправительской маршрутизации (табл. 2.1), оптимальному плану формирования технической маршрутизации (рис. 2.2 и 2.3), по определению размеров движения поездов с местным грузом и заданным размерам движения пассажирских поездов. Полученные размеры грузового и пассажирского движения по их категориям целесообразно свести в табл. 3.6 и показать в виде специализации по категориям поездов (рис. 3.5).

Рис. 3.5 — Схема специализации поездов:

Таблица 3.6 — Размеры движения по участкам отделения

4. Разработка графика движения поездов и расчет пропускной способности

4.1 График движения поездов

На железнодорожном транспорте движение поездов осуществляется по графику. График движения поездов является основой организации перевозок. Он объединяет деятельность всех подразделений и выражает план всей эксплуатационной работы железных дорог. [5]

Движение поездов по графику обеспечивается правильной организацией и выполнением технологического процесса работы станций, депо, тяговых подстанций, пунктов технического обслуживания и других подразделений железных дорог, связанных с движением поездов.

В соответствии с ПТЭ график движения поездов должен обеспечивать:

— удовлетворение потребностей в перевозках пассажиров и грузов;

— безопасность движения поездов;

— наиболее эффективное использование пропускной и провозной способности участков и перерабатывающей способности станций;

— рациональное использование подвижного состава;

— соблюдение установленной продолжительности непрерывной работы локомотивных бригад;

— возможность производства работ по текущему содержанию и ремонту пути, сооружений, устройств СЦБ, связи и электроснабжения.

График движения поездов представляет собой графическое изображение следования поездов по участкам и направлениям, выполненное в координатных осях времени (горизонтальная ось) и расстояния (вертикальная ось). Он устанавливает время прибытия, отправления и проследования поездов по каждому раздельному пункту, время следования поездов по перегонам, продолжительность нахождения локомотивов и бригад на участках и конечных станциях.

Железнодорожная сеть нашей страны характеризуется различными условиями эксплуатации участков: размерами движения, числом главных путей, соотношением скоростей грузовых и пассажирских поездов, разностью размеров движения по направлениям и т. д. В связи с этим различны и сами графики движения, которые классифицируются по нескольким признакам.

4.2 Основные исходные данные для составления графика движения поездов

График движения разрабатывается на основании следующих элементов:

— размеров движения различных категорий поездов и их весовых норм и длины;

— серии грузовых и пассажирских локомотивов и их тяговых плеч;

— времени хода поездов по перегонам tх', tx" и добавок времени к ним на разгон tр и на замедление tз, которые определяются тяговыми расчётами;

— станционных интервалов Iстпромежутков времени, необходимых для выполнения операций при приемке, отправлении и пропуске поездов через раздельные пункты, обеспечивающих безопасность движения;

— интервалов между поездами в пакете I при автоблокировке или полуавтоблокировке с блок-постами;

— норм стоянок поездов tст для выполнения операций на промежуточных станциях;

— норм нахождения локомотивов на станциях основного tосн и оборотного tоб депо;

— технологических норм времени на обработку поездов в парках (tпп, tпот) участковых, грузовых, пассажирских и сортировочных станций;

— продолжительности технологического «окна» tтн для выполнения работ по текущему содержанию и ремонту пути, контактной сети, устройств СЦБ и др. [4]

Таким образом, график движения поездов по существу является планом всей эксплуатационной работы железных дорог, основой организации движения поездов, грузовой и коммерческой работы станций, депо, подразделений вагонной службы, службы пути, сигнализации и связи, строительных организаций, т. е. всех подразделений железнодорожного транспорта. График движения основан на определении грузопотоков, тесном взаимодействии в работе железных дорог и всех других видов транспорта.

Скорость доставки грузов, наиболее рациональная организация их перевозок в поездах, объём оборотных товарно-материальных ценностей, находящихся в процессе перевозок, качество и быстрота пассажирских перевозок — всё это зависит от графика движения поездов.

Дальнейшее совершенствование графика предусматривает: повышение уровня использования пропускной способности направлений, позволяющее обеспечить выполнение и перевыполнение плана перевозок; повышение массы и скорости движения поездов (особенно участковой и маршрутной, и как за счёт имеющихся резервов в действующих графиках, так и за счёт внедрения более мощных локомотивов, концентрации на полигонах большегрузных вагонов с меньшим сопротивлением движению и т. д.); обеспечение более четкого взаимодействия в перевозочном процессе всех подразделений железнодорожного транспорта; автоматизацию разработки графика движения на основе применения вычислительной техники; разработку более совершенных способов его оперативной корректировки на основе вариантных графиков для переменных размеров движения; выделение в графике ниток для постоянного ядра поездов, факультативных и дополнительных; внедрение прогрессивных достижений передовых работников всех служб железных дорог.

4.3 Виды станционных и межпоездных интервалов

Различают и рассчитывают следующие основные виды станционных и межпоездных интервалов:

перевозка вагонопоток станция интервал а) б)

Рис. 4.1 — Интервал неодновременного прибытия поездов

Рис. 4.2 — График выполнения технологических операций при обеспечении интервала неодновременного прибытия поездов Станционный интервал неодновременного прибытия tн — минимальное время от момента прибытия на станцию поезда одного направления до момента прибытия на эту же станцию (рис. 4.1,а) или проследования через неё (рис. 4.1,б) поезда встречного направления на однопутной линии.

На станциях, где одновременный приём поездов противоположных направлений разрешен, величина фн определяется по схеме и графику, приведенных на рис. 4.1, в и 4.2. Когда одновременный приём поездов противоположных направлений запрещен, при следовании одного из них без остановки, фн определяется по схеме и графику, приведенных на рис. 4.1, г, 4.2.

Величина фн состоит из времени для выполнения станционных операций и прохождения поездом расчётного расстояния, т. е.

фн = tсо + 0,06Lпр / Vвх, мин. (4.1)

где tсо — время станционных операций, мин (tсо=0,5+0,25=0,75 мин);

Lпр — расчётное расстояние, м;

Vвх — средняя скорость входа поезда на станцию, (Vвх = 0,95 • 60 = 57 км/час);

где Lп — длина поезда, м. (Lп = 14,1m + 50 = 14,1•59+ 50 = 882 м);

lт — тормозной путь или расстояние от предупредительного сигнала до входного, м. (lт = 1600 м);

Lпр = 882 + 1600 + 50 + 250 = 2782 м;

фн = 0,75 + 0,06•2782 / 57 = 3 мин;

Рис. 4.3 — Интервал скрещения поездов

Рис. 4.4 — График выполнения технологических операций при интервале скрещения поездов Станционный интервал скрещения поездов фс — минимальное время от момента прибытия на станцию (рис. 4.3, а) или проследования (рис. 4.3, б) через неё поезда до момента отправления на тот же перегон встречного поезда. Величина фс (рис. 4.4) состоит только из времени для выполнения станционных операций tсо. [3]

Принимаю фс = 1 мин.

Рис. 4.5 — Схема разграничения поездов, следующих в пакете при автоблокировке: а, б — на перегоне; в — при приёме на станцию; г — при безостановочном пропуске через станцию; д — при отправлении со станции

4.4 Расчёт наличной и потребной пропускной способности участков отделения перевозок

Наличная пропускная способность определяется по формуле:

Nн = (1440 — tтн) бн k / T, пар поездов (4.7)

tтн — продолжительность технологического «окна», мин;

бн — коэффициент надёжности работы технических устройств;

k — число поездов или пар поездов в периоде графика;

T — период графика.

Период графика ограничивающего перегона при заданном времени хода пары поездов и определенных станционных интервалах может принимать различные значения, в зависимости от порядка пропуска поездов через раздельные пункты ограничивающего перегона. [3]

Возможны четыре варианта пропуска поездов через раздельные пункты ограничивающего перегона е-ж на однопутном участке N-C (время хода грузовых поездов дано в задании):

1. Оба поезда пропускаются на перегон без остановки (1- схема);

T1 = (t' + t" + фн + фн + 2tз) = 27 + 26 + 4 + 4 + 2•1 = 63 мин.

2. Оба поезда пропускаются с перегона без остановки (2- схема);

T2 = (t' + t" + фс + фс + 2tр) = 27 + 26 + 1 + 1 + 2•3 = 61 мин.

Рис. 4.6 — Схемы пропуска поездов через станции ограничивающие перегон

3. Нечётные поезда пропускаются безостановочно через обе станции ограничивающих перегон (3 — схема);

T3 = (t' + t" + фн + фс + tр + tз) = 27 + 26 + 4 + 1 + 3 + 1 = 62 мин.

4. Чётные поезда пропускаются безостановочно через обе станции ограничивающих перегон (4 — схема);

T4 = (t' + t" + фн + фс + tр + tз) = 27 + 26 + 4 + 1 + 3 + 1 = 62 мин.

При четырёх схемах пропуска поездов минимальный период имеет 2-схема. Это означает, что желательно по ограничивающему перегону поезда пропускать по 2-схеме, но это не каждый раз удается.

В каждом случае пропуск поездов через станции ограничивающего перегона, периоды графика перегона отличаются входящими в них станционными интервалами и добавочным временем на разгон и замедление.

В общем случае пропускная способность ограничивающего перегона при обычном графике составит:

Nн = (1440 — tтн)• бн • k/(t'+ t"+ фз + фС +tрз), пар поездов (4.8)

Nн = (1440 — 60)• 0,95 • 1/61=21 пара поездов где t', t" - время хода нечётного и чётного поездов по перегону, мин;

фз, фС — станционные интервалы на станциях, ограничивающих перегон, мин;

tрз — добавочное время на разгон и замедление, приходящееся на оба поезда, мин.

Обозначив сумму станционных интервалов и добавочного времени на разгон и замедление через tд, находим величину периода графика:

T = (t' + t") + tд, мин. (4.9)

T = (27 + 26) + 8 = 61 мин.

Потребная пропускная способность определяется для расчётных размеров движения и сопоставляется с наличной при существующих средствах поездной связи и способа организации движения поездов. При необходимости намечаются варианты усиления пропускной способности, обеспечивающие пропуск заданных размеров движения.

Потребную пропускную способность участка, исходя из заданных размеров грузовых и пассажирских перевозок без учёта резерва, определяется по формуле:

Nпт = Nгр + Nпсепс + Nсбесб, пар поездов (4.10)

где Nгр, Nпс, Nсб — соответственно, количество пар грузовых, пассажирских и сборных поездов;

епс, есб — коэффициенты съёма грузовых поездов пассажирскими и сборными.

При этом значение епс определяется по формуле:

епс = ео+ед = (tпс' + tпс" + 2фст+ tрз)/(t' + t" +2фст+ tрз)+tд/(t' + t" +2фст + tрз), (4.11)

где ео, ед — соответственно, коэффициент основного и дополнительного съёма:

ео = (20 + 20 + 2 + 2) / (27 + 26 + 2 + 6) = 0,7.

Величину коэффициента дополнительного съёма ед можно принять в пределах 0,3 — 0,4. При ед = 0,4

епс = 0,7 + 0,4 = 1.1.

Коэффициент съёма сборных поездов на однопутном участке составляет есб = 1,3−1,5.

Тогда

N= 19 + 2 • 1,1 + 1 • 1,3 = 23 пара поездов,

N= 22 + 2 · 1,1 + 1 · 1,3 = 26 пары поездов.

Сравнивая значения наличной и потребной пропускной способности видно, что на участке N-C потребная пропускная способность выше чем наличная. Это означает, что необходимо предпринять меры по усилению пропускной способности для освоения заданных размеров перевозок. В данном случае предусматривается пакетный график движения поездов, как способ повышения пропускной способности на участке N-C.

Интервал между поездами в пакете при автоблокировке (рис. 4.5) — минимальный промежуток времени между двумя попутными поездами. Он зависит от числа блок-участков и их длины. Число блок-участков определяется условием — впереди идущий поезд не должен оказывать влияние на следование позади идущего. Для этого поезда должны быть разграничены между собой тремя или двумя блок-участками. В первом случае (езда на зелёный огонь) светофор позади идущему поезду всегда показывает зелёный огонь, что создаёт наиболее благоприятные условия для работы машиниста.

Интервал между поездами в пакете определяется из рис. 4.5,а

I = 0,06Lр/Vх = 0,06(lбл'+ lбл"+ lбл'"+ Lп)/Vх, (4.12)

где lбл', lбл", lбл'" - длина блок-участков, м;

Lп — длина поезда, м;

Lр — расчётное расстояние, м;

Vх — средняя ходовая скорость следования поезда на расстояние Lр, м.

Во втором случае (езда на жёлтый или езда под зелёный огонь) изменение показания светофора с жёлтого огня на зелёный происходит только при приближении позади идущего поезда к светофору, что создает напряжение в работе машиниста. В связи с этим такое разграничение поездов применяется лишь на затяжных (руководящих) подъёмах, где скорость грузового поезда приближается к минимальной расчётной. При этом интервал в пакете (рис. 4.5, б)

I = 0,06Lр/Vх + tв = 0,06(lбл' + lбл" + Lп)/Vх + tв, (4.13)

где tв — время на восприятие машинистом изменения показания огня светофора с жёлтого на зелёный, мин.

Тогда для однопутного участка при езде на зелёный огонь

I = 0,06 (1500 + 1500 + 1500 + 882)/60 = 5 мин.

при езде на жёлтый огонь

I = 0,06 (1500 + 1500 + 882)/45 + 1 = 5 мин.

Таким образом, интервал между поездами в пакете на однопутной линии принимаю I = 6 мин.

Интервал I рассчитывается также по условиям входа и выхода со станций, когда один или оба поезда имеют остановку, а также по условиям безостановочного проследования станций (рис. 4.5, в, г, д).

Тогда интервал в пакете составит

Iпр = 0.06Lр/Vвх + tоп = 0.06(lбл' + lбл" + lвх +Lп)/Vвх + tоп, (4.14)

Iпр= tвх + tоп, (4.15)

tоп — время необходимое для выполнения станционных операций, мин;

Vвх — средняя скорость входа на станцию второго поезда с остановкой, км/ч. Величина tвх определяется по тяговому расчёту.

Тогда

Iпр = 0,06(1500 + 1500 + 250 + 882)/57 + 0,1 = 4,3 мин.

Интервал в пакете при отправлении попутных поездов со станции определяется их разграничением двумя блок-участками. Зелёный огонь на выходном светофоре появится после освобождения первым поездом блок-участков за станцией (рис. 4.5, д). Тогда интервал в пакете составит

Iот = 0.06Lр/Vвых + tоп = 0.06(lбл' + lбл" + Lп)/Vвых + tоп, (4.16)

Iот = tвых + tоп, (4.17)

Iот = 0,06(1500 + 1500 + 882)/40 + 0,1 = 5,8 мин.

Принимаю Iпр = 4 мин, Iот = 6 мин.

4.5 Составление графика движения поездов

График строится обычно на стандартной сетке с масштабом времени и расстояний. На сетке каждый час разделен вертикальными линиями на шесть десятиминутных интервалов, получасовые деления указаны штриховой линией; горизонтальными линиями обозначены оси раздельных пунктов. Нечётные поезда наносятся сверху вниз, а — чётные снизу вверх. В точках пересечения линий движения поездов с осями раздельных пунктов (в тупых углах) ставят цифру, указывающую число минут сверх целого десятка, соответствующую моменту прибытия, отправления или проследования поезда. [3]

Поезда на графике прокладываются последовательно по их категориям. Вначале прокладываются пассажирские поезда в соответствии с предварительно выбранной схемой их обращения на направлении, затем — ускоренные грузовые, сборные и остальные грузовые поезда. Местные грузовые поезда прокладываются на графике в соответствии с предварительно выбранными схемами их обращения и системой обслуживания местной работы участков. При этом должна обеспечиваться ритмичность грузовой работы на участке и согласованность технологических процессов работы станции и подъездных путей.

Длину перегонов принимаю в масштабе 4 мм = 10 мин., и 1 мм = 1 км. согласно задания.

Прокладку грузовых поездов начинаю с участковой станции со средним интервалом, равным

Iср = 1440 — tтн / Nпр, (4.18)

где Nпр — условное число «ниток» грузовых поездов;

tтн — технологическое «окно».

В дневное время суток в графике предусматриваются технологические «окна»: 1 час на однопутном участке.

Iср = 1440 — 60 / 19 = 73 мин.

Iср = 1440 — 60 / 22 = 63 мин.

При построении графика между соседними «нитками» фактический интервал может быть 0,8Iср до 1,1Iср.

Все поезда прокладываются и на перегоне соседнего отделения. Время хода поездов по этому перегону принимается студентом самостоятельно. При организации скрещения и обгона поездов на станциях участка учитывается их путевое развитие. Номера чётных и нечётных поездов проставляются соответственно на крайних и вторых перегонах участка от участковой и сортировочной станции.

Поезда различных категорий нумеруются:

Пассажирские

Скорые (дальние и местные) 1 — 130

Пассажирские (дальние) 171 — 300

Пассажирские (местные) 601 — 699

Пригородные 5001 — 6999

Грузовые

Сквозные 2001 — 2998

Участковые 3001 — 3398

Сборные 3401 — 3498

Вывозные 3501 — 3598

Локомотивы

Диспетчерские 3801 — 3898

Резервные 4301 — 4398

4.6 Расчёт показателей графика движения поездов

После составления графика движения определяются его качественные показатели по грузовому движению:

1. техническая, участковая и коэффициент участковой скорости;

2. эксплуатационный оборот и парк локомотивов;

3. среднесуточный пробег локомотивов;

4. средний простой локомотивов в пунктах оборота;

5. производительность локомотивов.

Скорости движения поездов определяю делением поездо-километров на соответствующие поездо-часы. При расчёте технической скорости учитываю поездо-часы без времени стоянок на промежуточных станциях, но с учётом потери времени на разгоны и замедления, а при расчёте участковой скорости — общие поездо-часы в пути следования.

Показатели графика движения рассчитываются как по отдельным участкам, так и в целом по отделению.

Для определения поездо-часов и поездо-километров составляются ведомости нахождения поездов на участках A-N и N-C (таблицы 4.1 и 4.2 соответственно).

Таблица 4.1 — Ведомость нахождения поездов на участке A-N

Техническую скорость определяю по формуле:

Vтех =, км/ч (4.19)

Участковая скорость:

Vуч =, км/ч (4.20)

5. Расчет технических норм эксплуатационной работы отделения перевозок Технические нормативы работы отделения предусматривают выполнение плана перевозок с наиболее эффективными методами использования технических средств транспорта и минимальными эксплуатационными расходами. [5]

Для их расчёта используется косая табл. 1.1 (шахматка). Наименование станций и участков, указываемых в «шахматке», определяется схемой отделения перевозок. [8]

Как видно из «шахматки», погрузка отделения дороги складывается из погрузки в местном сообщении (на себя) и погрузки отделения на выход, т. е.

Uп = Uмс + Uвыв, ваг.; (5.1)

Uп = 282 + 475 = 757 вагонов.

Общая погрузка отделения дороги включает вагоны, погруженные в местном сообщении, и вагоны, поступившие под выгрузку с других отделений, т. е.

Uв = Uмс + Uвв, ваг.; (5.2)

Uв = 282 + 371 = 653 вагонов.

Приём гружёных вагонов складывается из вагонов, поступивших под выгрузку, и транзита гружёных, т. е.

Uпргр = Uвв + Uтр, ваг.; (5.3)

Uпргр = 371 + 1450 = 1821 вагонов.

Сдача гружёных включает вагоны, погруженные на выход, и транзит гружёных, т. е.

Uсдгр = Uвыв + Uтр, ваг.; (5.4)

Uсдгр = 475 + 1450 = 1925 вагонов.

Работа вагонного парка отделения дороги определяется суммой погруженных и принятых гружёных вагонов или суммой выгруженных и сданных гружёных вагонов, т. е.

Uр = Uп + Uпргр = Uв + Uсдгр, ваг.; (5.5)

Uр = 757 + 1821 = 653 + 1925 = 2578 вагонов.

Оборот вагонов определяется по трёхчленной формуле путём суммирования времени нахождения вагонов в движении lоб/Vуч, на технических станциях lоб/Lтехн • tтехн и под грузовыми операциями Км • tгр:

?в = (1/24) / (lоб/Vуч + lоб/Lтехн • tтехн + Км • tгр). (5.6)

Для определения оборота вагона предварительно необходимо рассчитать значение всех элементов, его составляющих, а именно:

а) гружённый рейс, км

lгр =? n • Sгр / Uр, (5.7)

б) порожний рейс, км

lпор =? n • Sпор / Uр. (5.8)

где? n • Sгр,? n • Sпор — соответственно, суммарный ваг-км пробег гружёных и порожних вагонов, определяемый из рис. 1.2 и 1.3, умножая все отправленные вагоны со всех технических станций отделения на проходимое расстояние. При этом для вагонов, зарождающихся или погашаемых на участке, расстояние условно принимается равным половине длины участка. [7]

? n • Sгр =(993*113+0,5(84+92+65+78) +860*123+0,5 (119+121+97+80+227+242))+(590+157*113+0,5(67+97+12+25)+590*123+0,5(19+32+79+98+28)) = 375 802 ваг-км.

? n • Sпор = 0,5*113*610 + 0,5*123*1170 = 106 420 ваг-км.

Общий ваг-км пробег

? n • Sо =? n • Sгр +? n • Sпор = 375 802 + 106 420 = 482 222 ваг-км.

lгр =375 802 / 2578 = 146 км.

lпор = 106 420 / 2578 = 41 км.

в) полный рейс, км

lо = (?n•Sгр + ?n•Sпор) / Uр = lгр + lпор = (l + б)?lгр, (5.9)

где б — коэффициент порожнего пробега б = ?n?Sпор / ?n•Sгр, (5.10)

б = 106 420 / 375 802 = 0,28

lо = (375 802 + 106 420)/2578 =146 + 41 = (1 + 0,28)*146 = 187 км.

При определении оборота вагона рассчитывается вагонное плечо, коэффициент местной работы, простои транзитных вагонов без переработки и с переработкой и местных вагонов под одной грузовой операцией.

Lтех = (?n•Sгр + ?n•Sпор) / ?nтех; (5.11)

Км = Uп + Uв / Uр; (5.12)

?nтех = ?nтр + ?nпер, (5.13)

где ?nтр, ?nпер — соответственно, количество транзитных вагонов без переработки и с переработкой отправленных с технических станций (ст. А, N, С), в том числе порожних. Значения? nтр, ?nпер определяются из данных табл. 2.1 и оптимального плана формирования поездов (рис. 2.2 и 2.3).

?nтр = (940 + 590) + (940 + 590) + (1087 + 747) = 4894 вагона.

?nпер = (53 + 0/150) + (105 + 12/146)+(0+79) = 170/375 вагонов.

?nтех = 5282 + 265/275 = 5547/275 вагонов.

Lтех = (375 802 + 106 420)/(5064/375) = 88,66 км Км = (757 + 653)/2578 = 0,55.

Средний простой транзитного вагона на одной технической станции определяется по формуле:

tтех = (?nтр•tтр + ?nпер•tпер) / ?nтех, (5.14)

где tтр, tпер — соответственно, средний простой транзитного вагона на станции без переработки и с переработкой (из задания), ч.

Тогда

tтех = (4894*1,7 + 545*6,0)/5439 = 2,1 часа.

Средний простой местного вагона под одной грузовой определяется по формуле:

tгр = (?nму • tгру + ?nмст • tгрст) / Uм, (5.15)

где tгру, tгрст — соответственно, средний простой местного вагона под одной грузовой операцией на промежуточных (из табл. 3.3) и технических станциях (задание);

?nму, ?nмст — соответственно, суммарное количество местных вагонов на участках и технических станциях отделения;

Uм — количество местных вагонов на отделении, учавствующих в грузовых операциях (из табл. 1.2).

tгр = {(71 + 55)*6,2 + 125*8,1 + 90*8,1 + 107*8,1}/458 = 7,4 часа.

Технические нормы рабочего парка вагонов, их производительность и среднесуточные пробеги определяются по формулам:

nр = ив? Uр, вагоно-суток; (5.16)

Sв = lо / ив, км/сут; (5.17)

Wв = P*lнт / nр, ткм нт / вагон (5.18)

где Plнт = ?nSгр (qбр — qт) — тонно-км нетто;

qбр — масса вагона брутто, т;

qт — масса тары вагона (по заданию).

Подставив данные, получаю:

ив = 1/24(187/41,2 + 187/88,66*2,1 + 0,55*7,4) = 0,4 суток.

nр = 0,4*2578 = 1031 вагоно-суток.

Sв = 187 / 0,4 = 467,5 км/сут.

Plнт = 37 5802(79 — 22,6) = 21 195 233 ткм нт.

Wв = 21 195 233 / 1031 = 20 558 ткм нт / вагон.