Материал: Совершенствование эксплуатационной работы отделения дороги

Мэкс =0,45*8=4лок; ,

.

2. Исследование задачи: комплексное использование пропускной и провозной способности железнодорожных участков

.1 Общие положения

Для овладения растущими перевозками, когда потребная пропускная и провозная способность приближается к наличной, необходимо увеличивать пропускную и провозную способность железных дорог. Увеличение пропускной способности дорог может осуществляться с целью улучшения качественных показателей работы - ускорения перевозки, снижения ее себестоимости, автоматизации производственных процессов, повышения производительности труда и улучшения условий труда железнодорожников, охраны окружающей среды.

Необходимость осуществления тех или иных мероприятий по увеличению мощности железнодорожной линии устанавливается на основе сравнения потребной и наличной пропускной способности.

Потребная пропускная способность участка по перегонам

                                     (2.1)

где  - расчетные размеры движения грузовых (не считая ускоренных грузовых и сборных поездов) и соответственно пассажирских, ускоренных грузовых и сборных поездов, определяемые как среднесуточные в месяц максимальной работы.

Расчетные размеры грузового движения определяются из выражения:

где кн - коэффициент месячной неравномерности грузовых перевозок больше единицы(отношение перевозок в среднем в сутки за месяц максимальных перевозок к среднесуточным за год);

Ггод - годовой грузопоток в грузовом направлении (без грузопотока, перевозимого ускоренными и сборными поездами);

ц - отношение массы состава нетто Qн к массе брутто Qбр;бр - средневзвешенная масса обращающихся на участке поездов.

Произведение КнГгод представляет собой потребную провозную способность линии на расчетный год.

Коэффициент резерва пропускной способности врез устанавливают с учетом необходимости предоставления «окон» в графике для ремонта пути и других устройств, а также для освоения размеров движения в периоды их отклонения от среднесуточных в месяц максимальных перевозок и для ликвидации всякого рода нарушений нормального движения. Принимается обычно 1,2 на однопутных линиях.

Так как nпотр ≤ nнал , то с учетом формулы (2.1)

где nнал - наличная пропускная способность участка в поездах параллельного графика.

Наличная провозная способность участка (без грузопотока, перевозимого ускоренными и сборными поездами)

                 (2.2)

Соответственно Гнал ≥ кн Ггод.

Провозная способность зависит как от наличной пропускной способности участка, так и от массы поездов.

Все способы увеличения пропускной и провозной способности зависят от размеров капиталовложений и затраты времени на их осуществление. Они могут быть условно подразделены на организационно-технические (не требующие больших капиталовложений и времени на осуществление) и реконструктивные. Например, к первой группе относятся: применение пакетных графиков, пачковая прокладка пассажирских поездов, подталкивание и двойная тяга, организация соединенных поездов и другое. Сущность этих способов заключается в увеличении массы поездов или пропускной способности в поездах.

Увеличение массы поездов возможно достичь увеличением силы тяги локомотивов и удлинением станционных путей, улучшением использования грузоподъемности вагонов, увеличением отношения массы нетто к массе брутто, смягчением профиля пути, уменьшением основного сопротивления движению.

Пропускная способность в поездах увеличится в результате роста ходовых скоростей движения поездов, уменьшения длины перегонов, реконструкции средств сигнализации и связи при движении поездов, применения пакетных графиков движения, уменьшения коэффициента съема грузовых поездов другими категориями поездов, увеличения числа главных путей на перегонах участка.

Наряду с перечисленными мероприятиями по увеличению пропускной и провозной способности перегонов в необходимых случаях должны приниматься меры по повышению пропускной способности станций, тягового хозяйства и электроснабжения.

На однопутных линиях, а также двухпутных, не оборудованных автоблокировкой, решающим обычно является увеличение пропускной способности участка по перегонам, так как требуются большие сроки для осуществления работ и крупные капиталовложения. При этом определяют принципиальный путь усиления их технической оснащенности, в значительной мере предопределяющий работы по развитию других элементов железнодорожного хозяйства и приведению их пропускной способности в соответствие с пропускной способностью перегонов.

Овладение возрастающими перевозками может быть осуществлено не только за счет увеличения наличной провозной способности, но и путем сокращения потребной. Для этого должны быть приняты все возможные меры к устранению нерациональных перевозок, правильному распределению перевозок между отдельными видами транспорта, улучшению подготовки грузов к перевозке (обогащение, сушка, прессование, обработка и др.), а также максимальному сокращению их сезонной, месячной и суточной неравномерности.

Способы увеличения пропускной и провозной способности железнодорожного направления или участка должны выбираться на основе всесторонней оценки технических, эксплуатационных и экономических показателей и учета оборонных требований. Разработке мероприятий по увеличению провозной способности, требующих капитальных затрат, должно предшествовать тщательное рассмотрение возможностей улучшения использования наличных технических средств. Одним из важных этапов выбора способа увеличения пропускной и провозной способности является проработка ряда вариантов таких способов, их технико-экономическое сравнение и оценка.

При перспективном развитии линии исходят из этапного осуществления мер увеличения ее пропускной и провозной способности в течение расчетного периода за 20-25 лет с учетом темпов роста перевозок.

Для этого разрабатываются варианты схем этапного увеличения пропускной и провозной способности, в каждом из которых предусматриваются сущность самих мероприятий на том или ином этапе и сроки их осуществления. В качестве критерия эффективности того или иного варианта принимаются народнохозяйственные затраты, определяемые в каждом из вариантов с учетом эффективности отделения капиталовложений за весь расчетный период, начиная с исходного года и кончая годом, когда все варианты будут иметь одинаковое техническое оснащение.

Вариант с меньшей суммой приведенных строительных и эксплуатационных расходов за расчетный период является более выгодным в экономическом отношении.

В условиях роста грузопотоков потребная провозная способность в тот или иной год t расчетного периода определяется

                                                                           (2.3)

где Г0 - грузопоток в грузовом направлении в исходный год эксплуатации линии;

 - годовой прирост грузопотока.

.2 Увеличение массы поезда

Увеличение массы поездов является не только одной из наиболее эффективных мер по повышению провозной способности железных дорог, но и важным средством улучшения эксплуатационных показателей их работы и снижения себестоимости перевозок. Масса поезда определяет требования к техническому вооружению железных дорог, в первую очередь к мощности локомотивов, длине станционных путей, устройствам электроснабжения при электротяге, маневровым средствам и т. д.

Таким образом, установление рациональной массы поездов на железных дорогах представляет собой важную и сложную технико-экономическую проблему, тесно связанную с увеличением провозной способности железных дорог, но затрагивающую значительно более широкий круг вопросов, связанных с их работой. Выбор наивыгоднейшей массы грузовых поездов может рассматриваться при заданном типе и мощности локомотива или для случаев, когда мощность локомотива неизвестна, т. е. должна быть установлена одновременно с определением массы поезда.

Мощность заданного локомотива может быть использована для достижения максимально возможной массы поездов при полном использовании расчетной силы тяги или для увеличения ходовой скорости движения при несколько меньшей массе поезда.

Увеличение часовой производительности локомотива, равной произведению QбрV, приводит к увеличению провозной способности, уменьшению потребного парка локомотивов и бригад, уменьшению расхода топлива или энергии при езде с тягой.

Умножая левую и правую части уравнения движения поезда на ходовую скорость Vx, получим:

                                                (2.4)

откуда

где Fk - сила тяги локомотива, кН;

щ0 - основное удельное сопротивление движению, Н/кН;

г - коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей подвижного состава;- ходовая скорость, км/ч;бр, Р - масса состава поезда и соответственно локомотива, т;р - руководящий подъем, ‰.

Мощность тепловозов FкVx остается, как известно, постоянной в широком диапазоне изменения скорости. Тогда, как видно из формулы (2.4), увеличение скорости Vx и одновременное уменьшение силы тяги Fk приводит к уменьшению произведения QбрVx , что является невыгодным.

Уменьшение производительности локомотива при неполном использовании расчетной силы тяги Fк объясняется тем, что часть мощности локомотива при росте скорости затрачивается на преодоление увеличивающегося сопротивления движению щ0, а также на передвижение добавочного количества локомотивов, число которых увеличивается с уменьшением массы и ростом скорости. Конструкция выпускаемых электровозов такова, что с ростом скорости мощность их падает, что еще в большей мере скажется на уменьшении их производительности.

Таким образом, при тепловозной тяге наибольшая производительность локомотива и, следовательно, максимальная провозная способность участка, а также наименьшая себестоимость перевозок всегда будут достигаться при наибольшей массе поезда. Наиболее эффективно увеличение массы поездов на однопутных линиях, обеспечивающее уменьшение числа скрещений поездов.

Вывод об эффективности реализации максимальной силы тяги заданного локомотива и максимальной массы состава поезда является абсолютным в условиях, когда масса всех обращающихся поездов является одинаковой. В реальных условиях, ввиду различной структуры перевозимых в поездах грузов, поездная нагрузка на 1 м пути является различной, и часть поездов с легкими грузами формируется по длине станционных путей (масса таких поездов меньше или равна норме массы поезда). Другая часть поездов с грузами большой объемной массы является неполносоставной (короче длины путей), и масса составов этих поездов соответствует норме массы поезда. В зависимости от распределения поездной нагрузки на 1 м пути средняя масса всех поездов хотя и повышается, но незначительно в сравнении с увеличением нормы массы поезда. Но и в этих условиях, как правило, является целесообразной реализация максимальной (расчетной) силы тяги локомотива (для части поездов) и установление максимальной нормы состава поезда. В отдельных же случаях при значительном удельном весе поездов с малой нагрузкой на 1 м пути, а также при резкой непарности движения поездов может оказаться выгодным устанавливать в одном или обоих направлениях движения норму массы составов поездов несколько меньше критической массы, определяемой по расчетной силе тяги локомотива.

При незначительных размерах пассажирского движения на двухпутных линиях уменьшение массы грузовых поездов, обеспечивающее приближение их скорости к скорости пассажирских, может уменьшить съем с графика. В данном случае наибольшая провозная способность участка может достигаться не при максимальной массе грузового поезда. Однако это только исключение. Как правило, наибольшая возможная масса грузового поезда, при которой достигается полное использование расчетной силы тяги локомотива, является при всех видах тяги наивыгоднейшей. Таким образом, расчеты по определению оптимальной нормы массы поезда в условиях колебания поездных нагрузок на 1 м пути сводятся к следующему: устанавливается фактическое (или предполагаемое на перспективу) распределение поездных нагрузок на 1 м пути, оформляемое в виде гистограммы или статистического ряда по форме, приведенной в таблице 2.1.

По данным табл. 2.1 определяют среднее значение поездной нагрузки на 1 м пути:

,

где K - число разрядов статистического ряда.

Таблица 2.1 Распределение поездных нагрузок на 1 м пути

Затем определяют критическую массу состава брутто Qкр по расчетной силе тяги локомотива и исходя из нее ограничительную нагрузку на 1 м пути:

где lст - полезная длина станционного пути.

По данным таблицы 2.1 намечают возможные варианты нормы массы состава поездов. Число вариантов зависит от характера распределения поездных нагрузок на 1 м пути. В качестве одного из вариантов служит вариант массы поезда Qкр, определенной по расчетной силе тяги локомотива. Пусть Qкр= 3400 т, и ограничительная нагрузка

т/м.

Как видно из таблицы 2.1, поездов с нагрузкой на 1 м пути Pi ≥ 4,25 будет всего 8% от общего числа поездов. Из таблицы 2.1 также видно, что наибольшее число поездов (25 %) имеют нагрузку Р6 = 3,65 т/м, а затем 20 % поездов - нагрузку Р5=3,25 т/м. Эти нагрузки на 1 м пути могут быть приняты в качестве расчетных Рн и соответственно получены еще два варианта нормы массы поездов:

,65(850-50) = 2920 т и 3,25 (850-50) = 2600 т.

Вообще же число вариантов расчетных погонных нагрузок и соответствующих им вариантов норм массы может быть равно числу значений Рi, лежащих (см. табл. 2.1) левее ограничительной погонной нагрузки Рогр. Но рассматривать все варианты бессмысленно. Достаточно ограничиться рассмотрением еще (кроме варианта норм массы Qкр) одного - двух вариантов норм массы, ближайших к Qкр. Для каждого варианта нормы массы определяют среднюю массу поезда:

,

где x- число разрядов, на которые приходится весь диапазон погонных нагрузок, начиная с минимальной и кончая расчетной.

При Рн = Рогр= 4,25, х=7 (таблица 2.1) при Рн = Р6 = 3,65, х = 6 и тд.;

к - общее число разрядов. По таблице 2.1 к = 9.