Текст
                    МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР
БЕЛОРУССКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
В. П. ЯРОШЕВИЧ М. И. ШКУРИН
УБОР СИСТЕМЫ МЕР УВЕЛИЧЕНИЯ
ПРОПУСКНОЙ И ПРОВОЗНОЙ СПОСОБНОСТИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛИНИЙ
Гомель 1989

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР БЕЛОРУССКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА В.П. ЯРОШЕВИЧ, М.И. ШКУРИМ ВЫБОР СИСТЫИЫ МЕР УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ И ПРОВОЗНОЙ СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛИНИЙ Утверждено советом института в качестве учебного пособия Гомель 1989
УДК fe>6.222.021.В:Ь56-2.022•8 (07J.8) Ярошевич В. 11. , Ш к у р и н И.И. Выбор системы мер увеличения пропускной и провозной способ - ности железнодорожных линий: Учеб, пособие / Белорус. ин-т ин- женеров ж.-ц. трансп. - Гомель: БелИИЖТ, 1989- Изложена методика выбора оптимальных вариантов увеличения пропускной и провозной способности однопутных и двухпутных ли- ний на один заданный срок, а также системы мер этапного усиле- ния линий в пределах планового периода времени с использовани- ей математических методов и ЭВМ. Предназначено для студентов специальности "Управление процес- сами перевозок" транспортных вузов и может быть использовано ин- женерно-техническими работниками транспорта при выполнении науч- но-исследовательских, проектных и расчетных работ. Библиогр. 14 назв. Табл. 14. Ил. 14. Рецензенты: первый заместитель начальника Белорусской ордена Ленина же- лезной дороги, канд. техн, на- ун Л.Н. Щенников; кафедра "Управление эксплуата- ционной работой" ДИИТа. © Белорусский институт инженеров железнодорожного транспорта,1989-
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Провозная способность железнодорожных линий в основе своей являет- ся производной от пропускной способности и массы грузовых поездов. Поэтому оптимальный вариант увеличения провозной способности опреде- ляется оптимальными вариантами увеличения пропускной способности и роста массы грузовых поездов. В этом и заключается комплексность ре- шения задачи. Если необходимо решать задачу с перебором оптимальных вариантов развития пропускной и провозной способности от начального состояния линии до конечного и по этапам (годам, пятилеткам и т. д.), а часто и с учетом заданных ограничений по отдельным мерам (например, объему электрификации, вторых путей и т. п.), то в таком случае мы будем иметь дело уже с многомерным процессом. Тогда решение ее по целевой функции (например, по наименьшим приведенным расходам) может быть осу- ществлено методом динамического программирования. Суть этого метода заключается в следующем: определение минимального значения целевой функции (Ц, руб. в год) многих переменных заменяется многократным на- ховдением этого экстремального ее значения для одной переменной или небольшого числа переменных. Для этого вычислительный процесс разби- вается на шаги или этапы. В более простых случаях такую задачу можно решить по методике, приведенной в разд. 4 данного пособия. Если требуется решить проблему только на один заданный срок, то методика расчетов значительно упрощается, и от многомерного процесса с фазовыми переменными остается только один шаг, как бы последний шаг динамического программирования. Таким образом, в зависимости от конкретных условий могут ставить- ся следующие задачи: I) рассчитать оптимальный вариант увеличения пропускной и провоз- ной способности линии (однопутной или многопутной) на один опреде- ленный заданный срок, например на 1995-Й или 2000-Й год и т. д.; 2) рассчитать оптимальную систему мероприятий по увеличению про- 3
пускной и провозной способности линии на перспективу (20 - 25 лет). или от исходного расчетного срока до перехода линии на многопутность. В 'том случае нужно выбрать оптимальную систему мероприятий, чередую- щихся между собой по отдельным этапам. А вариантов таких систем мо- жет оказаться значительное число, которое должно определяться из по- строения расчетного графа вариантов. 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАЛИЧНОЙ И ПОТРЕБНОЙ ПРОПУСКНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ПЕРЕГОНОВ 2.1. Определение наличной пропускной способности Суточная . наличная пропускная способность участка по пере- гонам рассчитывается с учетом выделения технологических окон для вы- полнения работ по текущему содержанию пути, устройств и сооружений и коэффициента надежности работы технических устройств <zH (локомоти- вов, вагонов, пути, устройств СЦБ и связи, контактной сети и др.). Пропускная способность однопутных перегонов при парном непакетном графике (рис. 2.1) определяется в парах поездов по формуле N„ = (1440 - tTexH)«H/T_eD, (2.1) П 1СЛП П где tTexH - продолжительность технологического окна, мин; TnQp - пе- риод парного непакетного графика, мин. Рйс.2,1. Периода парного непакетного графика 4
Продолжительность технологического "окна" для однопутных участ- ков принимается 60 мин, двухпутных линий и участков с безостановоч- ным скрещением поездов - 120 мин. Значения коэффициента надежности <хн для электрифицированных од- нопутных и двухпутных участков приведены соответственно в табл. 2.1 и 2.2. Таблица 2.1. Значения »н для электрифицированных однопутных участков Средства связи по движению поездов т , пер’ мин Количество пар пассажирских поездов 5 и менее 6-10 II и более Полуавтоматическая 48 и более 0,97 0,98 — блокировка 40 - 47 0,96 0,97 - 40 и менее 0,94 0,96 - 51 и более 0,93 0,9* 0,96 Автоблокировка и 50 - 26 0,91 0,92 0,95 да 26 и менее 0,90 0,91 0,93 ДЦ с двухпутными 20 0,92 0,94 0,95 вставками 19, 18 о,91 0,95 0,99 Таблица 2.2. Значения для электрифицированных двухпутных участков Количество пассажирских поездов Межпоездной интервал, мии 10 . 8 6 10 и менее 0,99 0,92 0,88 II - 20 0,96 0,93 0,89 21 - 30 0,97 0,95 0,91 51 - 90 0,98 0,96 0,92 91 - 50 и более - 0,97 0,99 Для однопутных участков с тепловозной тягой значения »н на 0,03 меньше данных табл. 2.1, а для двухпутных - на 0,02 меньше данных табл. 2.2. На двухпутных линиях, не оборудованных автоблокировкой, значения коэффициента надежности принимаются такими же, как и на линиях с ав- тоблокировкой, имеющих межпоеэдной интервал, равный 10 мин. На однопутных участках, имеющих устойчивую непарность размеров движения, при которой число грузовых поездов в одном направлении 5
менее 90 % от числа поездов в другом, пропускная способность опреде- ляется при непарном графике. При непарном непакетном графике (рис. 2.2) пропускная способность определяется количеством поездов в обоих направлениях: Nh = "н( 1440 - 4технИ^н * 1 )/(Vrp + Ч + (?н - 1 Ч+Чт^рз* (2.2) откуда наличная пропускная способность в груженом направлении ЫнР = + (2-3’ наличная пропускная способность в обратном направлении Ынб = Rh ~ НнР> (2.4) п Н п где у - коэффициент непарности графика. Пропускная способность в обоих направлениях при непарном частично пакетном графике (рис. 2.3) Nh ~ QrI/444^ “ "Ц>ехн^¥н + V 4об + Wh + 1 + ЕтСт + ^рз'" (2.5) Величина N(^ и определяются по формулам (2.3) и (2.4). При парном частично-пакетном графике (рис. 2.4) пропускная способ- ность (2.6) где 7пак “ к0ЭФФиЦиент пакетности, т. е. отношение числа поездов, следующих в пакетах,NnaK к общему числу поездов на графике; К - чис- ло поездов в пакете. Пропускная способность в обоих направлениях при парном пакетном графике (рис. 2.5) определяется по формуле Ы. = o^(1440-t н)(К'ь К")/(ТП(,+1*(К'- 1) + l"(K"- 1>Х (2.?) II *1 ЮЛИ UcU где К* и К11 - число поездов в пакете в нечетном и четном направлена- т! тП ях; I и I - интервала между поездами в пакете в нечетном и четном направлениях, мин. Наличная пропускная способность двухпутных перегонов определяется в поездах при безостановочном следовании их через раздельные пункты по каждому пути: а) при автоблокировке и ДЦ (рис. 2.6) - N - </.(1440 - t_exH)/I , (2.8) П 11 1<5ЛП б) при полуавтоматической блокировке, телефонных и телеграфных 6
Рис,2.2. Период непарного непакетного графика Рис.2.3. Период непарного частично-пакетного графика Рис.2.4. Период парного частично-пакетного графика Рис. 2.5. Период парного пакетного графика 7
средствах связи по движению поездов (рис. 2.?) - Ын а «3^,(1440 - ^TexHV(+r,p+ tnh (2.9) где I - расчетный межпоездной интервал в пакете, мин; t - время хо- да грузового поезда по максимальному перегону, мин; тп -станционный интервал попутного следования, мин. Рис.2.6. Период двухпутного графика при автоблокировке и ДЦ Рис.2.7. Период двухпутного графика при полуавтоблокировке, телефонных и телеграфных средствах связи При проектировании новых и усилении существующих железнодорожных линий наличная пропускная способность подсчитывается по следующим формулам: а) для двухпутных линий с автоблокировкой - Ы= 1440в/1; (2.ТО) п > б) для двухпутных линий с полуавтоматической блокировкой - Ми = 1440р/(tpp + Тп'ч (2.11) в) для однопутных линий, на оборудованных автоблокировкой, пар по- ездов, - Я„. 1440f/TMp; (2.121 8
г) для однопутных линий, оборудованных автоблокировкой, пар поез- дов,- Нн= 1440Кр/(Т +2KK-D). (2.13) Коэффициент р учитывает потери пропускной способности из-за отка зов в работе технических устройств и технологической ненадежности эксплуатационной работы. Величины коэффициента р для однопутных линий принимаются по табл. 2.3, а двухпутных - по табл. 2.4. Таблица 2.5. Значения р для однопутных линий Средства связи по движению поездов Тпер’ “ин Количество пар пассажирских поез- дов 5 и менее 6-10 II и более Полуавтоматическая блокировка 48 и более 40 - 4? 40 и менее 0,95 0,94 0,92 0,96 0,95 0,94 - Автоблокировка и ДЦ $1 и более 26 - 50 26 и менее 0,91 0,89 0,88 0,92 0,90 0,89 0,94 0,95 0,91 ДЦ с двухпутными вставками 20 19, 18 0,90 0,89 0,92 0,91 0,95 0,92 Таблица 2.4. Значения р для двухпутных линий Количество пассажирских поездов Мехпоеэдной интервал, мин 10 8 6 10 и менее 0,92 0,90 0,86 II - 20 0,94 0,91 0,87 21-50 0,95 0,95 0,89 51-40 0,96 0,94 0,90 41 - 50 и более - 0,95 0,92 2.2. Определение потребной пропускной способности Потребная пропускная способность определяется с учетом необходимо- го резерва для обеспечения сезонных и суточных колебаний размеров дви- жения поездов и соответствующих коэффициентов съема по формулам N « N к + NPea + N (2 14) п ’гр н гр съема’ 9
Мсъема " Мскеск + Мпас£пас + Nnp£np+ ^c^eyc-i Мсб^£сб~^ М2.1Ь) где Npp - среднесуточное за год число грузовых поездов с учетом чис- ла сборных й ускоренных грузовых поездов; кн - коэффициент, учитывав- ший необходимый резерв для обеспечения сезонных колебаний размеров дви- жения поездов, кн = 1,2; N^3 - дополнительная потребная пропускная способность, учитывающая суточные размеры колебания грузовых поездов; HP^3 = z6/m, (2.16) где z - коэффициент, учитывающий число средних квадратических откло- нений. При определении размеров движения, закладываемых в график,z » = 2, а при Определении потребных пропускных способностей на перспек- тиву - z = 2,5 [12]; й - среднее квадратическое отклонение грузового вагонопотока от его среднесуточных за год размеров, ваг. Определяет- ся в зависимости от среднесуточного вагонопотока по данным табл. 2.5 или рис. 2.8. Суточный вагонопоток определяется построением диаграм- мы общих вагонопотоков на участках; /п - средний состав грузового по- езда, ваг.; Ксъема - число поездов параллельного графика, снимаемых скорыми, пассажирскими, пригородными, ускоренными грузовыми и сборны- ми поездами; NCK, Нпас, ЫуС, Нс(3 - суточное число соответствен- но скорых, пассажирских, пригородных, ускоренных грузовых и сборных поездов; еск, епас, еПр, Суе, ecg - коэффициенты сьема скорыми, пас- сажирскими, ускоренными грузовыми и сборными поездами, принимаются по данным табл. 2.6. Рис.2.8. Зависимость средних квадратических отклонений от размеров среднесуточного вагонопотока 10
Таблица 2.5. Зависимость значений среднеквадратических отклонений от величины среднесуточного вагонопотока Средне- суточный вагоно— поток Среднее квадратическое Средне- суточный вагоно- поток Среднее квадратическое отклонение в вагонах отклонение в вагонах 6 1,56 26 2,56 6 1,56 26 2,5 б 200 34 51 68 85 1000 108 162 216 2?0 250 40 60 80 100 1250 127 191 255 319 500 45 68 91 114 I50G 145 218 291 364 550 51 76 102 128 1750 162 244 325 406 400 55 85 III 159 2000 178 267 ’ 356 445 500 65 98 131 164 2500 210 315 420 525 600 75 112 150 188 3000 240 360 480 600 700 84 126 168 210 3500 270 405 539 674 800 92 138 184 230 4000 292 438 584 730 900 100 150 200 250 4500 5000 320 350 480 525 639 700 799 875 Таблица 2.6. Значения коэффициентов съема Коэффициент съема Однопутная линия Двухпутная линия АБ ПАБ АБ ПАБ Еск 1.5 - 1,7 1,8 - 2,0 2,0 - 2,6 1,7 - 2,5 Епас 1,3 - 1,6 1,6 - 1,9 1,9 - 2,1 1,5 - 1,6 Епр I.I - 1,2 1,2 - 1,3 1,4 - 1,7 1,3 - 1,5 Еус 1,3 - 1,6 1,5 - 1,8 1,5 - 1,7 1,5 - 1,6 есб 1,2 - 1,4 2,4 - 2,6 1,5 -3,5 1,5 2,5 Контрольные вопросы I. В чем отличие расчета наличной пропуской способности пи,попут- ных и двухпутных линий? 2. Как определяется наличная пропускная способность при проекти- ровании новых и усилении существующих железнодорожных линий? 3. В чем заключается особенность определения наличной пропускной способности двухпутной линии при полуавтоматической блокировке? 4. Каи учитываются суточные колебания вагопопотоков при определе- нии потребной пропускной способности? II
3. МЕТОДИКА ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ И ПРОВОЗНОЙ СПОСОБНОСТИ НА сдан ЗАДАННЫЙ СРОК При решении такого рода задач обычно известен вид тяги. В этом слу чае задача сводится к нахождению оптимального варианта усиления про- пускной способности линии в комплексе с расчетом оптимальной массы грузовых поездов. Причем эта задача, как указывалось выше, решается на один заданный срок, допустим, на 1995-й или 2000-й год. Рассмотрим теперь схему расчетов по отдельным шагам-циклам. Первый шаг расчетов. I. При заданном виде тяги, существующей по леэной длине станционных путей (обычно 850 м) и массе грузовых поез дов в этом шаге на заданный срок производятся расчеты: средних значений всех нагрузок и массы тары вагонов (в том числе погонной нагрузки); тяговые расчеты, по которым окончательно корректируется значение массы поезда Q, состава поезда щ, средней ходовой скорости v“Pи вре - мен хода по перегонам; ' оптимального плана формирования поездов на направлении; наличной пропускной способности участков с построением диаграммы пропускной способности; потребной пропускной способности по заданному вагоно- и поездопо- току на расчетный срок с нанесением ее значения красной линией на ди- аграмму пропускной способности. 2. После этого производится выбор наиболее рациональных и конку- рентоспособных мероприятий по увеличению пропускной способности уча- стков. Здесь необходимо по каждом,у варианту подсчитать его вектор - совокупность показателей, характеризующих состояние системы, т. е. величину пропускной способности, скорости, объемы работ, рабочие пар - ки вагонов и локомотивов, численность эксплуатационного штата и т.д. 3. Затем путем технико-экономических расчетов выбирается оптималь ный вариант усиления пропускной способности направления при заданной массе грузовых поездов и существующей полезной длине станционных ну тей. Для этих расчетов можно применить методику, приведенную в раз деле 4 данного пособия. Второй шаг расчетов. I. В этом шаге исходные данные по массе гру зовых поездов и полезной длине меняются а соответствии, например, с очередной градацией полезной длины путей - 1050 м. Изменяются пасся и состав грузовых поездов. Далее производятся следующие расчеты: по подбору принятой новой массы, составу грузовых поездов и тяго- вым характеристикам нового локомотива. Однако мояег оказаться, что 12
существующий тип локомотива, имеющий большой запас мощности, из-за небольшой длины путей будет пригоден и для новой массы поездов, при- нимаемой в этом цикле расчетов; тяговые, по которым определяются времена хода и v^P. Вполне воз- можно определить v£P по соответствующим таблицам [71 или по формулам проф. В.М. Максимовича [9]. Затем по величине v£P пересчитывают вре- мена хода поездов по перегонам; оптимального варианта плана формирования грузовых поездов (число назначений может быть определено и аналитически [8] по формулам (18) и (19)); наличной и потребной пропускной способности участка. 2. Затем производится выбор конкурентоспособных вариантов, анало- гичных первому циклу, но уже для новой массы грузовых поездов. Этих вариантов будет меньше и они будут более простыми. 3. Выполняются технико-экономические расчеты по выбору оптимально- го варианта усиления пропускной способности. Если целесообразно применить электротягу, то приведенный выше ра- счет повторяется и для выбранного в первом шаге типа электровоза. Третий шаг расчетов. В этом шаге вновь повышается масса грузовых поездов в соответствии с полезной длиной станционных путей следующей градации, например 1250 м. И теперь уже для новой массы и состава грузовых поездов полностью повторяются расчеты второго цикла. Обычно трех шагов бывает достаточно, чтобы получить оптимальное решение задачи (минимальное значение целево'й функции по итогам ра- счетной таблицы) и представить их на диаграмме (см. рис. 3.1). Рио.3.1. Определение оптимального варианта увеличении пропускной и провозной способности направления Однако, если целевая функция продолжает по всем итогам трех колонок уменьшаться, необходимо выделить четвертый шаг расчетов. В нем для новой массы поезда, соответствующей следующей градации полезной дли- ны путей, например 1500 м, надо вновь повторить все расчеты и т. д. Оптимальный вариант будет определяться минимальным значением це- ГЗ
левой функции Ц. При трехшаговом решении Ц( > Н* < Цэ, при четырехшаговом - Ц. > 4, U* < Нч и т. д. Таким образом, оптимальное значение целевой функции будет указы- вать и оптимальный вариант комплексного увеличения пропускной и про - возной способности данной железнодорожной линии. Контрольные вопросы I. Основные факторы, влияющие на, провозную сиособнисть железнодс рожной линии. 2. Алгоритм решения задачи усиления пропускной и провозной способ ности на один заданный срок. 3. Критерий оценки оптимального варианта усиления пропускной и провозной способности лцнии. 4. МЕТОДИКА ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МЕР ПО ЭТАПНОМУ УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОПУСКНОЙ И ПРОВОЗНОЙ СПОСОБНОСТИ ОДНОПУТНЫХ ЛИНИЙ 4.1. Основные положения методики Проблема оптимального поэтапного развития провозной и пропускной способности основных магистралей сети - это та главная задача, кото- рая поставлена перед железнодорожниками XXVII съездом КПСС и разверну- та в последующих постановлениях"ЦК КПСС, Совета Министров СССР и кол легии МПС о мерах по дальнейшему развитию и улучшению работы железно- дорожного транспорта. При решении задачи развития провозной сйособ: гости участков и на- правлений возникают такие вопросы: как развивать однопутную линию дальше; какие сочетания мер будут оптимальными; какие сроки эксплуа- тации линии возможны при каждой мере, когда однопутная линия станет двухпутной или переход к двухпутности не потребуется в перспективе на 15 - 20 лет; какие массы й составы грузовых поездов и типы локомо- тивов будут оптимальными и в какие сроки, периоды и т.д. В общем виде их решение заключается в следующем. Допустим, что по перспективному плану намечены электрификация однопутной линии и в са- 14
мой дальней перспективе превращение ее в двухпутную. Но между началь ним (0) и конечным (Д) состояниями линии возможны многие варианты ее этапного развития, например, устройство разъездов (Р), удлинение стан- ционных путей в сторону ограничивающего перегона (УП), строительство второго пути на ограничивающем перегоне (ДП), удлинение всех путей и повышение массы поездов с введением более мощных локомотивов или удли нение отдельных приеме-отправочных путей до двойной длины для пропус- ка сдвоенных поездов (У), электрификация линии О), сооружение частич- но вторых путей (вставок) с организацией безостановочного скрещения (В), введение соединенных (сдвоенных) поездов (С) и, наконец, сооруже- ние сплошного второго пути (Д). Для того, чтобы найти оптимальный путь решения этой, казалось бы, простой задачи, надо выполнить весьмаболь- шой объем расчетной и отчасти исследовательской работы. . Научно обоснованный метод решения такой и аналогичных задач, раз- работанный профессором МИИТа, доктором технических наук А.М. Макароч- киным [3], предусматривает решение задачи математическим способом ди- намического программирования как задачи многовариантной с изменяющи- мися в вариантах сроками действия каждого рассматриваемого мероприя- тия. Действительно, количество Хв возможных вариантов (систем развития пропускной и провозной способности линии) только при применении в раз- личной последовательности и сочетании всех промежуточных мер от состояния 0 до состояния Д будет выражаться факториалом числа мер К^, т. е. = V Для примера с принятым полным перечнем промежуточных мер (Р, У, Э, В) число возможных вариантов Хв = 4! = 24: О-Р-У-Э-В-Д; О-Р-Э-У-В-Д; О-Р-В-У-Э-Д; О-Р-В-Э-У-Д; О-У-Р-Э-В-Д; О-У-Э-Р-В-Д ИТ. д. Количество вариантов целесообразно представить в виде графа, дуги которого будут характеризовать варианты - системы мер развития пропу- скной способности линии. Часть дуг-вариантов обычно логически исклю- чается. Например, все те варианты, которые предусматривают устройст- во разъездов после вставок, являются нереальными и должны быть исклю- чены ит. п. Однако кроме этих вариантов, предусматривающих различ- ные сочетания и перестановки всех мер, могут быть варианты с непол- ным выбором мер, например: 15
О-Р-У-Э-Д; О - Р - У - Д ; О-Р-Э-У-Д; О-Р-В-У-Д; О - Р - Д ; О - Д и т. д. Применение различных сочетаний неполного количества мер от состо- яния 0 до Д будет значительно увеличивать число вариантов. Каждый вариант, наложенный на диаграмму роста провозной способнос- ти по годам [I, с. 97, рис. 10.6], будет определять разные сроки вво- да в действие меры и периоды работы линии при зтой мере, а значит - разные сроки капитальных вложений и эксплуатационных расходов и, та- ким образом, разные сроки их отдаления. Все приведенные выше варианты конкурентоспособные. Какой же из них оптимальный? Решение этого вопроса может быть получено путем ис- следования по каждому варианту (дуге графа) значения целевой функции Ц, руб./год, приведенных расходов. Минимальное значение этой функции и будет определять оптимальный вариант системы развития пропускной и провозной способности данной однопутной линии. 4.2. Общий алгоритм выбора оптимальной системы мер Обобщая вышесказанное, общий алгоритм выбора оптимальной системы мер по этапному увеличении пропускной и провозной способности линии можно представить в следующем развернутом виде: 16
17
4.3. Разработка графов вариантов системы мер Множество возможных вариантов увеличения пропускной и провозной способности линии зависит от количества промежуточных мер между ис- ходным и конечным ее состоянием. Известно, что элементы любого мно- жества могут принимать вполне определенное упорядоченное множество. А в упорядоченном виде любое множество имеет вид графа, вершинами ко- торого являются элементы данного множества. Поэтому возможные вари- анты этапного развития линии также можно представить в виде графа. Это позволяет довольно наглядно показать варианты, а также облегча- ет их предварительный анализ. Кроме того, путем перебора вариантов с учетом закономерностей, присущих графу, ускоряется поиск оптимально- го варианта. Предположим, что между начальным состоянием однопутной линии 0 и конечным ее состоянием Д намечены следующие промежуточные этапы: уд- линение приемо-отправочных путей У, электрификация линии Э и двух- путные вставки В. Как известно, количество возможных вариантов при трех этапах равно шести. Эти варианты в виде замкнутого подробного графа показаны на рис. 4.1. Рио.4.1. Подробный граф вариантов Однако вполне реально, что этап У может иметь два варианта: - удлинение до 1250 м и Уг - удлинение до 1500 м. Но, как правило, за плановый расчетный период Т этот этап может быть только одноразовой мерой, т. е. удлинение до 1250 или 1500 м. Поэтому варианты удлинения путей выступают в качестве независимых промежуточных мер. . Из построенного графа видно, что он не содержит вариантов с непол- ным набором мер, т. е. так называемых коротких вариантов. В данном случае это варианты О-В-Д, О-Э-Д ит. д. Поэтому нарис. 4.2 представлен другой вид подробного графа, на котором имеются варианты 18
и с неполным набором промежуточных мер. Рио.4.2. Направленный храф вариантов с длинными и короткими дугами Порядок построения Такого графа вариантов следующий. Проводится количество вертикальных осей, равное числу намеченных промежуточных мер, плюс еще две. В данном случае при трех промежуточных мерах - 5 вертикальных осей. На осях располагается вершины графа, символизиру- пцие возможные этапы усиления линии при различных сочетаниях намечен- ных мероприятий. Крайняя левая ось соответствует исходному состояние линии. На второй оси рассматривается начала дуг.с какой-либо одной из трех намеченных мер. Кроме того, нижняя вершина на этой оси пока- 19
зывает вариант (см. пунктир), по которому линия сразу переходит от исходного состояния 0 в конечное Д. На третьей оси расположено 9 вершин. В трех вершинах графа распо- ложены варианты - короткие дуги (см. пунктир), по которым линия без дополнительных мер переходит в конечное состояние Д. На четвертой оси - 12 вершин, из них 6 - для коротких дуг (см. пунк- тир), а на пятой - 6 вернин для вариантов с полным набором всех про- межуточных мероприятий: О-У-Э-В-Д ит. д. Всего на графе рас- положено 16 вариантов перехода линии от исходного состояния в конеч- ное. По аналогичному принципу строится граф вариантов при любом количе- стве промежуточных мероприятий. Так, при четырех промежуточных мерах, например У - Э - С - В, общее число вариантов с длинными и короткими дугами увеличится уже до 65. Если граф, представленный на рис. 4.2, развернуть на 90° с распо- ложением в нижней части исходного состояния линии 0, то мы получим направленный граф в виде дерева вариантов. Стволом этого графа будет исходное состояние линии 0, а различные варианты усиления будут пред- ставлены ветвями дерева. После разработки подробного графа вариантов выполняется его анализ, при котором логически исключаются из подробных расчетов отдельные ду- ги, что позволяет сократить объем счетной работы. Например, в дуге 8 после В нецелесообразно удлинять пути на раздельных пунктах, лучше сразу переходить к Д, т. е. к состоянию, определяемому дугой 9. Рас- смотрим дугу 3. Действительно, после В совершено нерационально элект- рифицировать линию, так как из-за изменения времен хода произойдет смещение осей вставок и невозможно будет организовать безостановочное скрещение поездов. В этом случае также целесообразно после В перехо- дить к Д и т. д. Обработанный таким образом подробный граф вариантов превращается в расчетный граф вариантов. Оптимальный вариант усиления пропускной способности линий определяется расчетами по минимуму целевой функции Ц приведенных расходов. Контрольные вопросы Т. Порядок разработки вариантов этапного усиления пропускной и провозной способности железнодорожной линии-. 2. Порядок построения графа вариантов усиления линии. 20
3. В чем заключается различие между подробным и расчетным графа- ми вариантов? 5. МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА КОНКРЕТНОМ ПРИМЕРЕ 5.1. Исходные данные и постановка задачи Допустим, что задано однопутное железнодорожное направление А - Д длиной 800 км, оборудованное автоблокировкой. Схема одного из участ- ков этого направления А - В приводится ниже. Остальные участки на- правления по основным показателям эквивалентны участку А - В длиной 100 км. Расчетный уклон составляет 7 %><>. Направление обслуживается локомотивами 2ТЭЗ. Масса грузовых поездов в обоих направлениях 3600 т. Полезная длина станционных путей 850 м. Коэффициент нетто составляет 0,67. Характеристика участка А - В приведена в табл. 5.1. Таблица 5-1• Характеристика участка А - Б Параматрм 4а $ в г Д е ж 1 ! Итого 1, км 12 II 16 13 15 12 13 19 100 мий 10 10 13 10 14 10 12 8 87 +*, МИЯ 10 в 15 II 12 II II 7 85 Е t , мия 20 18 28 21 26 21 23 15 172 Средняя ходовая скорость грузовых поездов на участке v°P » 2-60L/SК» 2.60-100! 172 и 70 км/ч. Л Л • Примем условно, что время на разгон тр « 2 мин, на замедление т3 ” = 1 мин, на интервал скрещения tc » 1 мин, на интервал неодновременно- го прибытия * 3 мин. Расчетный интервал в пакете при автоблокиров- ке I - 8 мин. Задание роста густоты перевозок в год на линии А - Д в грузовом направлении установлено следующее: на расчетный исходный год - 15 млн ткм/км, на 6-й - 20, на П-й - 25, на 16-Й - 30, на 21-Й-40, на 25-Й - 50 млн ткм/км. В обратном направлении условно принимается • такая же густота перевозок. Коэффициент сезонности перевозов к « = 1,2. Помимо грузового движения необходимо учитывать потребность в до- 21
полнительной пропускной способности линии в парах поездов параллель- ного графика для пропуска срочных поездов всех категорий: в первой пятилетке - 9-10, во второй - 10-II, в третьей - 12-13, в четвер- той - 14-15, в пятой - 19 - 24 и на конец пятой пятилетки при введе- нии двухпутки - 40 пар грузовых поездов параллельного графика. Кроме того, необходимо учитывать изменение процентного соотноше- ния вагонного парка и роста статической нагрузки на перспективу. Для этого на каждый пятилетний срок составляются таблицы изменения харак- теристик вагонного парка (см. табл. 6.3). В данном примере условно принимаем, что характеристика вагонного парка в течение заданного расчетного срока не изменяется. Поэтому по- гонная нагрузка принимается постоянной и равной 4,5 т/п.м. 5.2. Расчеты наличных и потребных процускных и провозных способностей по системам мер их увеличения Расчет наличной пропускной способности участка А - Б. Расчет про- изводится по исходным данным участка, приведенным в п. 5.1. На труд- ных перегонах применяются наивыгоднейшие схемы скрещений (см. рис. 2.1). Результаты расчетов приведены иа рис. 5.1. Построение графика потребной провозной способности по годам. Для графика принят период Т = 25 лет. Кривая Г f(t) приведена на рис. 5.2. Составление подробного графика вариантов. При условии, что надо варьировать всеми тремя промежуточными мерами (У, Э, В), создающими и длинные, и короткие дуги, общее число вариантов составит 16. Этот граф представлен на рис. 4.2. По логическим рассуждениям из расчета следует исключить дуги 3, 8, II,>12, 13, 14. Оставшиеся 10 дуг могут быть приняты в качестве ра- счетных вариантов. Но мера У может иметь несколько вариантов удлине- ния: до 1050; до 1250; до 1500 и до 1700 м. Можно считать приемле- мым условие, что в расчетный период можно вводить только один из воз- можных вариантов удлинения. Какую величину принимать, покажут первые же расчеты. Некоторые дуги графа могут быть впоследствии исключены из-за не- большого срока действия их мер (ребер графа). Так, если, например, после удлинения путей линия может работать только 1-3 года, то по условиям лагов (периодов времени) строительства и освоения такую ду- гу надо исключить и т. д. 22
Рис.5.Х. Данные пропускной способности перегонов участка А-Б По данным исследований ИКТ’П Госплана СССР введение новых, более мощных локомотивов с удлинением станционных путей, а также сооруже- ние двухпутных вставок экономически и практически (по лагам строи- тельства и освоения этих мер) может быть выгодно в тех случаях, ког- да срок их действия составит не менее 8 - 10 лет. Что касается "коротких" дуг, т. е. дуг, по которым линия быстро переходит к двухпутной, то они целесообразны в случае больших темпов роста объемов перевозок. Расчет наличной провозной способности участка^ - Б. Она определя>- ется но ф^рл'/ле Тп - НГГ)9Тн/(к(ро6), (5.1)
где Npp = NH - N₽®3 - NcbeMa; Q ~ масса поезда, брутто, т; - ко- эффициент, учитывающий отношение массы поезда нетто к массе поезда брутто. Расшифровка остальных величин приведена в п. 2.2. Рис.5.2. График провозной способности линии А-Д Для определения Npp и N^®3 рассчитывается величина * = % - Ясъема)ж = (Nrp + N₽®3)m = + 2,56. (5.2) Затем по рис. 5.3 находятся величины КГрШ и 2,5о,соответствующие зна- чению величины х. В_ исходном году Nr = 38,1 пары поездов, Мсьема - 9 пар поездов, Q = 3600 т; tp[( = 0,67, m = 35 вагонов. Тогда х = (38,1 - 9). 55 = 1600 вагонов; NcNrpm - 1200 вагонов; Ырр * 1250:55 = 22,7 пары поездов; Гн = 365-22,7.3600-0,67; (1,2-Ю6)- 16,7 млн т/год. Полученная величина Г = 16,7 млч т наносится на график потребной провозной способности (рис. 5.2).
6 тыс. ваг. 4 I 3 и 2 I О 0123 тыс.ваг. 5 Nc^m)------- Рис.5.3. График зависимости х от Ле 5.3. Расчеты пропускной (М) и провозной (Г) способности для вариантов (дуг) расчетного графика Для дуги I: У - Э - В - Д. Итак, I-я мера (шаг) - У. Удлинение станционных путей с вводом новых, более мощных локомоти- вов, должно обеспечивать провозную способность не менее чем на8-10 лет. При удлинении путей до 1050 м состав поезда т - (1050 - 50):: 14,5 - = 69 вагонов и масса поезда Q = (1050 - 501-45 - 4500 т. Тогдапро- возная способность участка составит Гн = 365-22,7-4500-0,67! 1,2-10® = 20,8 млн т/год. Это обеспечит провозную способность участка на 5 лет без учета уве- личения величины съема провозной способности пассажирскими поездами. Поэтому удлинение путей до 1050 м является нецелесообразным. Значит* можно принять следующее стандартное значение длины станционных путей - 1250 м. Тогда состав поезда ш = (1250 - 50): 14,5 - 82 вагона и мас- са поезда Q = (1250 - 501-4,5 = 5400 т. Для реализации такой массы поезда потребуется более мощный локомо- тив. Но так как в перспективе намечена электрификация линии, вводить новый тепловоз нецелесообразно. Гасочитае?» потребную мощность локомо-
тива для освоения массы поезда Q = 5400 т: FK = 0(ы» + i) + Р(ш'-+ i ), (5.3) л. V и V где и - основные удельные сопротивления вагонов и локомотивов, взяты из табл. 1.3 и 1.10 [14]. FK = 5400(1,06 + 7) + 254(2,22 + 7) = 45900 кг. Такую силу тяги обеспечат 3 секции тепловоза ТЭЗ. Наличная провозная способность участка в этом случае составит Гн = 365-22,7-5400-0,67 : (1,2-106] = 25,0 млн т/год. Таким образом, удлинение станционных путей до 1250 м обеспечит про- возную способность участка на 10 лет. Однако на 10-й год эксплуата- ции съем пассажирскими поездами составит Мсьема = 10 пар поездов. По- этому уточним Г„. При N„,e,,n = 10 пар поездов М Lz DvzlVltX х = (38,1 - 10)-82 = 2304 вагона; Hppii = 1800 вагонов, Ырр = 1800:82 = 22,0 пары поездов. Г„ = 365-22-5400-0,67./1,2-Ю6) = 24,2 млн т/год. п Полученную величину накладываем на кривую роста провозной способ- ности (см. рис. 5.2) и, очевидно, что 7 = 1250 м обеспечит провозную способность участка на 9 лет. Итак, принимаем срок действия этой ме- ры-9 лет. Переходим к следующей мере - электрификации линии Э. При электри- фикации линии изменится за счет увеличения скоростей движения. Кро- ме того, если в предыдущей мере ограничение массы поезда происходило по силе тяги локомотива (т. е. использовалась не вся полезная длина станционных путей), то произойдет увеличение и массы поезда. . В нашем примере полезная длина путей использовалась полностью, по- этому принимаем Q = 5400 т. Для определения увеличения скоростей движения при переходе на элек- тротягу необходимо выполнить тяговые расчеты. Допустим, что в рассмат- риваемом примере произошло увеличение скорости на 30 %. Тогда суммар- ное время хода по ограничивающему перегону составит Etx =» 28:1,30 = = 21,5 мин, а Тпер = 21,5 + 6 = 27,5 мин. Наличная пропускная способность участка Мн - 1440/Тпер = 1440-0,93 : 27,5 - 48,7 пары поездов. Оппеделим наличную провозную способность участка при электрифика- ции : х = (42,7 - (01-82 = 3173 вагона;
Nc = ЯГрП» = 2600 вагонов; Nrp= 2600:82 = 31,7 пары поездов; Гн = 365-31,7-5400-0,67: (1,2.10®)= 34,9 млн т/год. Такая наличная провозная способность обеспечит потребность в про- возной способности до 18-го года эксплуатации. Однако в этом году съем пассажирскими поездами ^съема = 14 пар поездов. Поэтому пере- считаем наличную провозную способность участка на 18-й год эксплуа- тации: х = (48,7 - 14)-82 =2845 вагонов; Nc = 2320 вагонов; Мрр= 2320:82 = 28,3 пары поездов; Гн = 365-28,3-5400-0,67:(1,2-106) = 31,2 млн т/год. Накладываем полученную величину на кривую роста провозной способ- ности (см. рис. 5.2) и получаем, что она обеспечит потребность в про- возной способности до 16-го года эксплуатации. Таким образом, срок действия этой меры составит 7 лет. Переходим к следующей мере - сооружению двухпутных вставок с орга- низацией на них безостановочных скрещений поездов - В. Естественно, что при таких размерах существующей наличной пропускной способности, как 48,7 пары поездов параллельного графика, двухпутные вставки надо сооружать из расчета пропуска не менее 80 пар поездов. Это потребует сокращения периода графика по однопутным перегонам Д°Тпер = 1440:80 = = 18 мин при величине t6C) = 4 мин, = Тпер - 2rJc = 18 - - 4-2 = 10 мин, a t' + t' = 2 = 2-4=8 мин. Расчетная длина (при уСР = 70 км/ч) двухпутной вставки будет составлять 1^®с = = (4: 60)-70 = 4,6 км, а однопутного отрезка - 1°^, = (5:60)-70 = = 5,8 км. С учетом коэффициента надежности и продолжительности технологичес- кого окна получаем, что при таких двухпутных вставках величина налич- ной пропускной способности составит NH = 1440-0,92 : 18 = 73,6 пары поездов. Принимая на этот период съем, равный 24 парам поездов, определим величину провозной способности двухпутных вставок: х = (73,6 - 24)-82 = 4067 вагонов; ЫррЩ =. 3460 вагонов; Мрр = 3460 : 82 = 42,4 пары поездов; Гн = 365-42,2-5400-0,67: (1,2-10е) = 46,5 млн т/год. Это значит, что данная мера обеспечит потребность в провозной способ- ности рассматриваемого направления до 23-го года, т. е. на 7 лет (см. рис. 5.2).
Устройство сплошного второго главного пути - Д будет следующей мерой увеличения пропускной и провозной способности линии. При двух- путной линии расчетные параметры будут такими: 1=8 мин, р = 0,93, Мсъема = 40 паР- Тогда N = 1440-0,93:8 = 167,4 пары поездов, н Определим наличную провозную способность: х = (167,4 - 40)-82 = 10445 вагонов. Интерполируя график х = f(N m + 2,56) (см. рис. 5.3), найдем = 9000 вагонов; Ырр = 9000:82 = 109,7 пары поездов; Гн = 365-109,7-5400-0,67: (1,2-106)= 120,6 млн т/год. Как видно, и пропускная, и провозная способности данной линии пос- ле сооружения второго главного пути будут обеспечивать потребность на далекую перспективу, выходящую за пределы заданного расчетного пери- ода - 25 лет.В заданном периоде при двухпутке линия А - Д будет рабо- тать только 2 года. Итак, система мер, принимаемая по дуге О-У-Э-В-Д, обеспе- чивает следующие сроки действия отдельных мер: У-9;Э-7; В-7 лет; Д - 2 года. На графике рис. 5.2 эта система мер по дуге I нанесена сплошной линией. Рассмотрим теперь дугу 2WQ - У -Э - Д" с неполным набором мер. В этой дуге мероприятия У и Э по срокам действия совпадут с дугой Г'0 - У - Э - В - Д" т. е. срок действия удлинения составит 9 лет, электрификации - 7 лет. Из расчетов по дуге I видно, что при Д Гн = = 120,6 млн т/год, т. е. наличная провозная способность при Д выхо- дит за пределы расчетного периода. Тогда срок действия Д в пределах расчетного периода составит 9 лет. Следующая полная дуга 3||0-У - В - Э - Д" является логически не- приемлемой, так как при сооружении Э после В для организации безоста- новочного скрещения поездов необходимо будет сместить оси вставок, т. е. практически построить вставки заново. Поэтому здесь лучше сра- зу переходить к дуге 4. Рассмотрим короткую дугу 4 "О - У - В - Д“ Необходимые расчеты по определению Г для мероприятий этой дуги выполнены при рассмотрении дуги I. При У Гн = 24,2 млн т/год, при В Гн = 46,5 млн т/год и при Д Г = 120,6 млн т/год. Накладывая эти величины на кривую потребной провозной способности, найдем, что срок действия У = 9 лет, В = 14 лет, Д - 2 года в рассматриваемом расчетном периоде. 28
Таким де образом просчитываются все остальные конкурентоспособные варианты, и сроки действия их мер наносятся на кривую потребной про- возной способности (см. рис. 5.2). Контрольные вопросы I. Как определяется наличная провозная способность линии? 2. Как определить срок действия определенного мероприятия усиле- ния линии? 3. За счет чего увеличивается провозная способность линии при вве- дении электрификации, удлинении станционных путей, сооружении вста- вок, строительстве второго главного пути? 4. Какой вариант усиления линии является конкурентоспособным? 5. Почему после введения вставок для безостановочного скрещения поездов нецелесообразно производить электрификацию линии? 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 6.1. Общая методика расчета При расчетах в данном частном примере принимается следующая форму- ла расчета всех затрат: w ц = - Ак t=tp Э. + е —i— , (6.D to=0 (1 + Еш? Ы (1+Енп) где Ц - суммарные эксплуатационные и капитальные затраты по всей си- стеме мер за рассматриваемый период планирования, руб.; t - срок от деления затрат от базисного текущего года; Ак - суммарные капиталь- ные затраты по всей системе мер за рассматриваемый период планирова- ния; Енп - норматив для приведения разновременных затрат; - сум- марные эксплуатационные расхода в течениё сроков действия отдельных вводимых мероприятий (t ). L 1. Если обозначить величину 1/(1+Енп)1 = гц , т.е. через коэффициент приведения затрат, то тогда ее значение можно принимать по данным табл. 6.1. В этом случае формула (6.1) примет следующий упрощенный вид: Р Р И = х A ru + К \ЭхПх. (6.?) tn=o к и Ы *u 29
Таблица 6.1. Значения коэффициента приведения затрат к базисному году Год Год 41 Хгц I 0,926 0,93 13 0,568 7,90 2 0,857 1.78 I* 0,5*1 8,25 3 0,794 2,58 15 0,515 8,56 4 0,735 3,31 16 0,292 8,85 5 0,681 3,99 17 0,270 9,12 6 0,650 4,62 18 0,250 9,37 7 0,584 5,21 19 0,251 9,60 8 0,5*0 5,75 20 0,215 9,82 9 0,500 6,25 21 0,199 10,02 10 0,465 6,71 22 0,18* 10,20 II 0,429 7,14 25 0,170 10,57 12 0,597 7,5* 24 0,158 10,53 25 0,1*6 10,68 При расчетах на один срок или короткий расчетный период все техни- ко-сксплуатационно-экономические параметры следует определять путем подробных калькуляций, построения графиков и т. д. При многоэтапных решениях задач допустимо применять расчеты по укрупненным показате- лям, что и принято в дальнейших расчетах. Итак, функция Ц = f(AK, Эр принимается в качестве целевой, и за- дача сводится к нахождению такой оптимальной системы мер увеличения .провозной способности линии А - Д. при которой целевая функция Ц по- лучит минимальное значение. В рассматриваемом примере определения оптимальной системы мер уве- личения провозной способности линии не учитывались специальные госу- дарственные задания, которые могут иметь место в реальных условиях. 6.2. Расчет значения целевой функции для первого варианта системы - первой дуги графа вариантов - У - Э - В - Д Характеристика системы: начальное состояние системы в момент времени ty - однопутная линия с АБ, тепловозной тягой (ТЭЗ), N = 38,1 пары поездов и т. д.; конечное состояние системы - двухпутная линия с ее соотьетствующи- 30
ми фазовыми координатами (эксплуатационными показателями), например: NH = 167,4 пары поездов в сутки, Гн = 120,6 млн т/год, ЭТ (ВЛ80) И т. д.; общий срок планирования Т - 25 лет (период перехода системы от од- нопутной линии к двухпутной); усиление провозной способности линии в этой системе запланировано (согласно первой дуге графа) следующими этапами: У-9;Э-7;В-7 лет; Д - 2 года. Значения параметров состояния системы на различных этапах ее раз- вития представлены в табл. 6.2. Цифры получены как из вышеприведенных расчетов, так и из укрупнен- ных расчетов, изложенных в учебных пособиях, методических указаниях и табл. 6.4 - 6.6. Коэффициент аост принимается равным: для однопутных линий - 1,0 (при вставках с организацией безостановочного скрещения он численно равен 2Нсъема), для двухпутных - «оъема. Расчет числа остановок для однопутных линий производится по форму- ле, данной на с. 296 [13] и приводится при определении эксплуатацион- ных расходов. Число обгонов грузовых поездов пассажирскими на двухпутной линии можно определить по формуле (3.16) El 1 Кобг = ^rp-W'V где Т - время хода грузового поезда; ч; Тпао - врем>1 хода пассажир- ского поезда, ч; I - интервал выпуска грузовых поездов на участок, ч. Тогда общее число обгонов всеми пассажирскими поездами на линии за год в обоих направлениях Ko6r = 2.365 Nnac(Trp-Tnac)7lrp = 2-365 M,,acL(l/y?1- I/y™*)/24/Nrp. = 365LN N (I/v^P - I/y"ao)/12. (6.4) IJc&U 1 U Л Л Если принять скорость пассажирских поездов на 15 % выше скорости грузовых поездов, то формула (6.4) примет вид Кобг = Ж5Шпа-Л-р(1 ~ 1/1,15)/12у7=3,9^„аЛр^Р. (6.5) Так как протяженность двухпутных путей при вставках примерно в 2 раза меньше длины линии, то число остановок условно принимается в 2 раза больше, чем при двухпутной линии. Число назначений плана формирования грузовых поездов может быть подсчитано по формуле (19) учебного пособия (В } 31
KH s (Q25 + 15ОО/ФГЬ-1О’Э. (6.6) Однако в связи с увеличением примерно на 30 % значений экономии от проследования технических станций без переработки формулу (5.6) мож- но записать в виде Кн = 1,3(0,25 + 1500/Q)r L-10-3. (6.7) Обозначения величин данной формулы приведены в табл. 6.2. Тогда для исходного состояния линии А - Д при густоте Г = = 15 млн т/год К = 1,3(0,25 + 1500:3600)-15,0-800-10'3 = 11 назначений; п после сооружения У и повышения массы грузовых поездов до 5400 т Kj, = 1,3(0,25 + 1500:5400)-19,9-800-10"3 = И назначений; после электрификации линии Ки = 1,3(0,25 + 1500:5400)-27,5-800-10"3 = 15 назначений; п после строительства В К = 1,3(0,25+1500:5400)-39-800-10“3 = 21 назначение; п при двухпутной линии К = 1,3(0,25 + 1500:5400)-48-800-10-3 = 26 назначений, п Число грузовых поездов, принимаемое в среднем в расчетном периоде действия данной меры, определяется по формуле (6.8) Npp = Г-1ОБ/(3650фн); при исходном состоянии линии Npp = 15,0-106:(365-3600-0,67) = 17,04 пары поездов; при сооружении У N = 19,9-106:(365-5400-0,67) = 15,07 пары поездов; при электрификации линии N = 27,5-10б:(365-5400-0,67) = 20,82 пары поездов; после строительства В Nrp = 39,0-106:(365-5400-0,67) = 29,53 пары поездов; при двухпутной линии Npp = 48,0-106:(Зб5'5400-0,67) = 36,35 пары поездов. Динамическая нагрузка вагонов рабочего парка р° = Р / (1 + а, ), - Д Д' ’'пор'» (6.9) где Р., - динамическая нагрузка вагонов груженого парка (условно при-
нимается равной статической нагрузке, см. табл. 6.3), т; <*ПОр - ко- эффициент порожнего пробега (для среднесетевых условий принимается 0,2-0,3); Р° = 43,84/(1 + 0,22) = 36,0 т. Значения .участковой скорости определяются по формулам (3.20) - (3.22) [I], исходя из ходовой скорости, полученной на основании тя- говых расчетов. Таблица 6.2. Значения параметров состояния линии по этапам ее усиления Параметр Зимволы ЭВМ для языка 'Бейсик" Этапы усиления линии 0 (ис- ходное состо- яние У (9 лет) э (7 лет) в (7 лет) Д (2 года) I. Г - грузонапряжен- ность нетто, млн т/год (в среднем за время действия мероприятия в расчетном периоде) G -< 15,0 19,9 27,5 39,0 48,0 2. Q - масса поезда брут то, т О 5600 5400 5400 54 00 5400 3. %ст - коэффициент дня расчета числа остановок 1,0 1,0 1,0' 40 . 40 Р - масса локомотива, т Р 254 581 184 184 184 5, с - параметр накопле- ния S II II и' II II 6. К - число назначений ПФ н II II 15 21 26 7. L - протяженность на- правления, км L 800 800 800' 800 800 8. m - состав поезда, ваг Т 55 82 82 82 82 9- Р° - динамическая на- грузка, т Z 36 36 36 36 36 Ю. Ту - участковая ско- рость, км/ч 10 40 41 56 67 82 II. т - ходовая скорость км/ч 11 70 70 91 91 91 12. <ри - коэффициент от- ношения массы нетто и брутто Е0 0,67 0,6? 0,67 0,67 0,6? 33
Продолжение табл 6.2 Параметр Символы ЭВМ для языка "Бейсик" Этапы усиления линии 0 (ис- ходное состо- яние) У (9 лет) э (7 лет) В (7 лет) Д (2 года) 13 • а - коэффициент, учитывающий сто- имость топлива Е1 0,325 0,325 0,28 0,28 0,28 14. t - продолжитель- ность стоянки пары поездов, ч Е2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 15. К - коэффициент потребности локо- мотивов F 2,5 2,4 .2,0 1.8 1,6 16. МР - удельные за- траты механической работы, ткм/км М 20,6 30,8 30,8 30,8 30,8 17. с - стоимость в • ч 1 вагоно-часа, руб. Е0 о,3 0,3 0,3 0,3 0,3 18. сп - стоимость 1 поезло-часа, руб. Е1 26 36 35 35 35 19. сэн - стоимость 1 ткм механической работы локомотива, руб- Е2 2,1025 0,1025 0,1012 0,1012 0,1012 20* ef - ставка на со- с од * держание, руб. ЕЗ 0 6000 6000 6000 6000 21. п' - количество сод единиц содержания D3 0 44,8 44,8 134,8 134,8 22. е" - ставка на со- сод держание, руб. Е4 0 6000 6000 8000 8000 псоц ” количество единиц соцержания D4 0 90 90 252,5 25?-,5 24-. е'м - ставка на со- сод держание, руб- Е5 0 0 12000 12000 8000 25. п"1 - количество сод единиц содержания D5 0 0 800 800 800 26. e,v - ставка на сод содержание, руб. Е6 0 0 8000 20000 20000 27. nlv - количество сод единиц содержания В6 0 0 252,5 480 800
Продолжение табл. 6.2 Параметр Сиыволм ЭВМ для языка "Бейсик Этапы усиления линии О (ис- ходное состо- яние) У (9 лет) Э (7 лет^ в (7 лет д 1(2 года 28. е*. - расходная ставка по строи- тельству, руб. Е7 О I5OOOO IOOOOO 250000 300000 29- п'стр _ объем стро- ительных работ D7 О 44,8 800 480 320 30. ej - расходная ставка по строи- тельству, руб. Е8 О 250000 40000 32000 32000 31. п" - объем стро- стр ительных работ D8 О 90 252,5 480 320, 32. е"'тр - расходная ставке по строи- тельству» руб* Е9 О 0 0 0 0 33- ПдТр - объем стро- ительных работ D9 о 0 0 0 б 34. Ц - стоимость 1 т т товарно-материаль- ной массы, руб. Q0 230 230 230 230 230 35- Нв - стоимость 1 ва гона, руб. Q1 9600 9600 9бЪо 9600 9600 36. 11л - стоимость 1 ло- комотива, руб. 02 258700 388050 518000 518000 518000 57- *нач ’ начальный год действия меры 11 I I 10 17 24 38. ^кон “ K0HenHH^ Г°Д действия меры Т2 I 9 16 23 25 Коэффициент tpf( определяется в результате разработки табл. 6.3, в которой приводится характеристика вагонного парка. Коэффициент, учитывающий стоимость топлива, приведен на с. 359(1]. По данным табл. 6.3 рассчитаем средн .’взвешенные значения величин, характеризующих использование вагонного парка: = 39,7-0,30 + 41,6-0,26 + 42,8-0,2 + 56,4-0,10 + 21-0,03 + + 87,5-0,01 +. 111,6-0,02 = 43,84 т; с£Р« 21,8-0,38 + 21-0,23 + 22-0,2+23-0,1 + 32-0,03+43,7-0,01+ 35
+ 48.0,02 = 22,8 т; qCP = + (}СР = 43,84 4 22,8 = 66,54 т; •Р.Д: %' 43,84 : 65,64=0,67; Fn4 •• lgP = 66,54 : 14,5 = 4,5 т/л.и; 1°р = 15-0,38 + 14-0,26 <- 14-0,2 + 12-0,1 ь 18-0,03+ 20-0,01 + + 21-0,02 = 14,5 м; Ц = 10100-0.38 4 8500-0,26 t 8240-0,20 + 8680-0,10+ 12100-0,03 + ь 17500-0,01 + 21160-0,02 « 9G00 руб. Табл и и a 6.J. Характеристики и испоиьэование вагонного парка Осность вагонов 4-осные 8-осные Процент вагонов в парке S >7 5 Род вагонов КР ПЛ пв НС лд пв № Процент по роду вагонов 38 26 20 10 3 I 2 Подъемная сидя Р , т 62 63 63 62 30 125 120 Коэффициент иепользова- ния подъемной силы у 0,64 0,66 0,68 0,91 0,70 0,70 0,93 Масса нетто вагона г|!(, т 39,7 41,6 42,8 56,4 21,0 87,5 111,6 Масса тары, вагона , т 21,8 21,0 22,0 23,0 32,0 43,7 48,0 Длина вагона 1 , м 15 14 14 12 18 20 21 Цена вагона Ц , руб, IO100 8500 8240 8680 12100 17500 21160 Таблиц ч (>.4 Укрупненные нормы стоимости отцепьных видов строительных работ Наименование работ Стоимость I км, руб. Строительство друхпутных вставок 250000 Строительство нторсгэ главного пути 300000 Строительство третьего главного пути 350000 Удлинение станционных путей: на раэьез.пах и промежуточных станциях I5OOOO HS уч&СТКОЯМХ И СОРТИРОВОЧНЫХ СТАНЦИЯХ 250000 Электрификиплч гч.чвинх- путей: ОЧПСНП’ТНМС пинии 100000 двухпугнне линии 132000 Электрификация отпчт-ионннх путей 40000 Строит*»-, ы».тто рзпт.<’п-:ч с двумя р.чпт.епдными путями,шт. 250000 36
Таблица 6.5. Примерные нормы расходов не содержание постоянных устройств Постоянные устройства Стоимость содер- жания 1км, руб./год Двухпутные вставки 7000 Второй главный путь 8000 Третий главный путь 9000 Приемо-отправочные пути 6000 Сортировочные пути 5000 Разъезд с двумя разъездными путями, шт. 60000 Электрификация главных путей: однопутные линии 12000 двухпутные линии 20000 Электрификация станционных путей 8000 Таблица 6.6. Примерная стоимость подвижного составе Вагоны Локомотивы Наименование Стоимость, руб. Наименование Стоимость руб. Крытый 4-осный 10100 М62 205500 Полувагон 4-осный 8240 2ТЭЗ 258700 Полувагон 8-осный I75OO 2ТЭ10 565900 Платформа 4-осная 8500 2T3II6 460000 Цистерна 4-осная , 8680 ВЛ8 177200 Цистерна 8-осная 21160 ВЛ 10 247500 Изотермический 4-осный 12100 ВЛ22 84700 ВЛ25 148000 • ВЛ60 184500 . ВЛ8ОТ 518000 ВЛ 82 575000 Коэффициента а и т определяются согласно с. 3159 [I]. Коэффициент потребности локомотивов на пару поездов находится, ис- ходя из среднего оборота локомотивов на всем рассматриваемом направ- ления : ®л = vy + *ос + ^об + Е ^сб ’ где tnp - продолхигельность операций с локомотивом на станции основ- . 37
него депо, toc = 1, 2 «об - простой локомотива в пунктах оборота; fo6 = 2 - простой локомотивов' на станциях смены бригад. Чис- ло станций смены бригад равно числу технических станций на направле- нии минус станции оборота. Средний простой локомотива на станции сме- ны бригад tcg = 1 ч для каждого направления. Тогда средний оборот локомотива для направления А - Д протяженностью 909 км с 9 техническими станциями в исходном году будет 0А"Д = 2-800:40 + 1,2 + 2-2 + (9 - 2>-2 = 59,2 ч. Коэффициент потребности локомотивов - это оборот локомотивов, вы- раженный в сутках: кп = 9А-Д/24 = 59,2 : 24 = 2,5. Удельные затраты механической работы (МР) определяются на основа- нии тяговых расчетов или по табл. 26 [10] и по этапам могут корректи- роваться пропорционально массам поездов. Стоимость I ткм механической работы локомотива зависит от рода тя- ги и определяется согласно с. 356 [I]. Определение остальных параметров состояния линии по этапам приво- дится в примере расчета. Расчет капиталовложений по всей системе "У - Э - В - Д". По первому пагу У. Объем работы для всего направления А - Д при- нимается следующий (при удлинении путей до 1250 м): на участке А - Б протяженностью 100 км находятся 7 промежуточных станций и разъездов. Если принять, что на каждом из этих раздельных пунктов будет удлинено по 2 пути на расстояние 400 м, то на участке А - Б удлинение составит 1,Ар-13 = 2-0.4-7 = 5,6 км. Если принять, что на всем направлении А - Д промежуточные раздель- ные пункты располагаются с такой же плотностью, как и на участке А - Б, то общая величина удлинения путей на этих участках составит = - (5,6 : 100)-800 - 44.8 км. На направлении А - Д имеется 9 технических станций. Если принять, что на каждой из них будут удлинены по 5 г-.-тей в парках прибытия и отпрапленич и по 15 - в сортировочных нарках, то общая величина уд- линения lTf>r - (5 т 5 ь 15)-9-0,4 = 90 км. Стоимости удлинения гутой приведены в табл. 6.4. Капиталовложения по первому -wy составят: Г' стоимость уадичения путей
Аудд = 44,8-150000 + 90-250000 = 29220000 руб.; 2) рабочий парк вагонов R = LNrpm/12vy. Число новых вагонов AR равно разности между рабочим парком вагонов при У и рабочим парком вагонов в исходном году, т. е. AR = 800-15,07-82:^.2-41)- 800-17,04-55: (12-40)= 2009 -1562 = 447 ваг. Стоимость новых вагонов, которые будут необходимы в этом варианте при N = 15,07 пары поездов. Апо„ = 447-9600 = 4291200 руб; ой! х 3) стоимость дополнительной товарно-материальной массы на колесах Агр = АИд = 447'36'230 = 3701160 РУб: 4) рабочий парк локомотивов М = кп^гр- Стоимость новых или дополнительных локомотивов ААЛ0К, определяемая как разность мевду стоимостью локомотивов при У и О, АА п„ = к* - к° = 2,4-15,07-388050 - 2,5-17,04-257700 = лок лик лик = 14034990 - 11020620 = 3014370 руб; 5) общие капиталовложения А^ = А,,п„ + Апо_ + А__ + А„„„ - 29220000 + к удл ваг гр ли-к t + 4291200 + 3701160 + 3014370 = 40226730 руб.; 6) приведенные к расчетному базисному году tQ капиталовложения по первому шагу у AL = АУ п. = 40226730 • 1 = 40226730 pv6. пр К *1 По второму шагу Э. Объем электрификации составит 800 км однопутных главных и приемо-отправочных путей промежуточных и технических стан- ций. На промежуточных станциях нужно электрифицировать (2-1,25-7) л х 800 : 100 = 140 км, на технических станциях - (5+ 5).9-1,25 = = 112,5 км путей. Итого нужно электрифицировать 140 + 112,5 = 252,5 км приемо-отправочных путей. Капиталовложения по второму шагу составят: I) стоимость электрификации путей Аэ = 800-100000 + 252,5-40000 = 90100000 руб.; 2) стоимость дополнительных вагонов AR = Rg-Ry = 800-20,82-82 :(12-5б)- 2009 = 2032-2009= 23 ваг; А_п_ = 23-9600 = 220800 руб.; 00.1
3) стоимость товарно-материальной массы на колесах Агр = 23-36-230 = 190440 руб.; 4) стоимость новых локомотивов ЛА,„ = 2,0-20,82-318000-14034990 = 13241520 -14034990 = ли к =-793470 руб.; 5) общие капиталовложения А^ = 90100000 + 220800 +'190440 - 793470 = 89717770 руб.; ' 5) приведенные к расчетному базисному году t0 капиталовложения но второму шагу 3 Апр = 89-717770-0,5 = 44858880 руб. По третьему лагу В. Объемы работ принимаются равными' 60 % двух- путное ти линии: I) Авяг = 800-0,0(250000 + 32000) = 135360000 руб.; 2) ЛН = 800-29,53-82: (12-67^-2032 = 2409 - 2032 = 377 ваг; Ав - 377-9600 = 3619200 руб.; 3) Агр = 377-36-230 = 3121560 руб.; .4) ЛА,юк= 1,8-29,53-318000 - 13241520 = 16902970- 13241520 = = 3661450 руб.; 5' общие капиталовложения А“ = 135360000 + 3619200 + 3121560 + 3661450 = 145762210 руб.; 5) приведенные к расчетному базисному году t капиталовложения по третьему шагу В А*р = 145-762210-0,292 = 42562550 руб. По последнему тагу Д. Объемы работ принимаются равными оставшие- ся после В 40 7. длины линии: 1'А -- 800•0,40(300000<32000) = 105240000 руб.; ;?) ЛК = 800-36,35-82:112-831-2409 - 2423 - 2409 = 14 ваг. Ar -- 14-9500 = 134400 руб.; 3) А = 14-36-230 = 115920 руб.; 41 ЛАяп„ = 1,6-36,35-318000-16902970 = 18494880 - 16902970 = лир. = 1591910 руб.; 51 общие капиталовложения 40
Ag = 106240000 + 1344001-115920 + 1591910 = 108082230 руб.; ,6) приведенные к расчетному базисному году t0 капиталовложения по четвертому шагу Д ДДр = 108082230-0,17 = 18373970 руб. Приведенные капиталовложения по шагам системы к расчетному базис- ному году 25 Е А„ / (1 + Е„„Л = 40226730 + 44858880 + 42562550 + 18373970 = *~° = 146022100 руб. Расчет эксплуатационных расходов по всей системе "У-Э-В-Д" . Эксплуатационные расходы надо считать по каждому отдельному году шагов системы с учетом отдаленности их также по каждому году. Однако в рассматриваемом примере для упрощения учебных расчетов условно при- няты среднегодовые эксплуатационные расходы по среднему размеру дви- жения в рассматриваемом шаге. Эти среднегодовые расходы приводятся затем через коэффициент отдаленности к начальному сроку. Также услов- но, в учебных целях, в качестве основных эксплуатационных расходов приняты следующие укрупненные их категории (по данным учебного посо- бия [I. С. 355 - 361]: а) расходы на накопление вагонов - Эн; б) расходы на передвижение поездов - Эп; в) расходы, связанные с остановками поездов, - Эост; г) расходы на содержание дополнительных устройств - 3<>од- По первому шагу У. При св>ч = 0,3 руб. (с учетом порожних ваго- нов) и с = 11 получаем: I) Эн = 2-365сКцЛС^ = 2-365-11-11-82-0,3 = 2172900 руб./год; 2) Эп = ((2TL-106)/(<pHQ))(сп.ч/Vy + МРсэк) = = <(2-19,9-106-800): (0,67-5400)-(36:41 + 30,8-0,1025) = = 35510210 руб./год; 3) стоимость остановок поездов при стоимости одной остановки с0Ст = + Q)v^-10'6 = 0,325(381 + 5400)-70а.10~6 = 9,21 руб.; количество остановок Кост = о-ост ((2Г L 106)/(4000-Qvx- тГ-106чх) + + L/200 + 2)-(1,5Г-106/Ч) = 1.0- ((2-19,9-106-800):(4000-5400-70 - -О.З^Э.Э-Ю^УО) + 800:200 + 2)(1,5-19,9-106:5400) = 194034 остано- вок/год. Эост = Костсост = 194034-9,21 = 1787050 руб./год; 4.1
4) содержание 44,8 км путей на промежуточных и 90 км путей на тех- нических станциях Эсод = (44>8 + ЭО.ОЭ'бООО = 808800 руб./год; 5) общие среднегодовые эксплуатационные расходы по рассматриваемо- му шагу Эо = 2172900 + 35510210 + 1787050 + 808800 = 40278960 руб./год; 6) приведение эксплуатационных расходев"*по девяти годам шага с уче- том их отдаления по каждому году 3 = 40278960(0,926 + 0,857 + 0,794 + 0,735 + 0,681 + 0,630 + + 0,584 + 0,54 + 0,5) = 251743500 руб. (за 9 лет). По второму шагу Э: I) Эн = 2-365-11-15-82-0,3 = 2963070 руб./год; 2) Эп = ((2-27,5-10б-800):(0,67 -5400))(35:56 + 30-8-0,1012) = . = 45507500 руб./год; 31 соет = °’28(184 + 5400)-91* 2 3 *-10*6 = 12,95 руб.; Кост = 1,0((2-27,5-10б-800 : (4000-5400-91 -0,3-27,5-105-91) + + 800 : 200 + 2) (1,5-27,5-10б1 5400) = 322500 остановок/год; Эост = 322500-12,95 = 4176370 руб./год; 4) содержание (44,8 + 90) = 134,8 км удлинения станционных путей, 800 км электрификации главных путей и 252,5 км электрификации стан- ционных путей Э = 134,8-6000 + 800-12000 + 252,5-8000=12428800 руб./год; СОД 5) общие среднегодовые эксплуатационные расходы по рассматриваемо- му шагу Эо = 2963070 + 45507500 + 4176370 +12428800 = 65075740 руб./год; 6) приведение эксплуатационных расходов по семи годам шага Э Ээ = 65075740 ( 0,463 + 0,429 + 0,397 + 0,368 + 0,341 + 0,315 + ' + 0,292) = 169522300 руб. (за 7лет). По третьему шагу В: Р Эн = 2-365-11-21.82-0,3 = 4148300 руб./год; 2) Эп = ((2-39-106-800):(0,67-5400))(35:67 +30,8-0,1012) = = 62768200 руб./год; 3) сост = 0,28(184 + 5400)-91г-10~& = 12,95 руб.; Кост " <3,95-800-40.29,53):91 = 41017 остановок /год; 42
Эост = 41017-12,95 = 531200 руб./год; 4) содержание 134,8 км удлинения станционных путей, 252,5 км электрификации станционных путей, 800 км электрификации главных пу- тей и 480 км второго главного пути с электрификацией Эсод = 134>8-6000 + 252,5-8000 + 800-12000 + 480(8000 + 120001 = = 22028800 руб./год; 5) общие среднегодовые эксплуатационные расхода по рассматривае- мому шагу Эо = 4148300 + 62768200 + 531200 + 22028800 = 89476500 руб./год; 6) приведение эксплуатационных расходов по семи годам шага В Эв = 89476500 ( 0,27 + 0,25 + 0,231 + 0,215 + 0,199 + 0,184 + 0,170) = = 135914800 руб. (за7 лет). По четвертому шагу Д: I) Эн = 2-365-11-26-82-0,3 = 5135990 руб./год; 2) Эп = ((2-48-106-800): (0,67-5400)) (35:82 +30,8-0,1012) = = 75224710 руб./год; 3) сост = 0,28(184+5400)-91I) 2 3 4 5 6-10~6 = 12,95 руб.; К0Ст = 3,95-800-40-36,35 : 91 = 50490 остановок/год; Э0Ст = 50490-12,95 = 653800 руб./год; 4) содержание 134,8 км удлинения станционных путей, 252,5 км электрификации станционных путей, 800 км второго главного пути и 800 км электрификации двухпутной линии ЭСОд= 134,8-6000+252,5-8000 + 800 (8000 + 20000) = = 25228800 руб./год; 5) общие среднегодовые эксплуатационные расходы по рассматривае- мому шагу Эо = 5135990 + 75224710 + 653800 + 25228800 = 106243300 руб. /год; 6) приведенные эксплуатационные расходы по двум годам шага Д Э= 106243300(0,158 + 0,146) = 32298000 руб. (за 2 года). Общие приведенные к базисному году эксплуатационные расходы по дуге 26 £ Ot/(1 + EH,/ Общие приведенные = 251743500 + 169522300 + 135914800 + 32298000 = 589478600 руб. к базисному году расход-!
Ц, = 145С22100 I- 589478600 = 735500700 руб. 6.3. Расчет значения целевой функции по дуге О-У-З-Д Расчеты, проведенные для этой короткой дуги, показали, что зна- чение целевой функции для данного варианта системы мер увеличения пропускной и провозной способности линии А - Д составляет сумму И2- = 664348200 руб. Из приведенных результатов расчетов ясно, что система мер "О - У - Э - Д" выгоднее системы мер "О - У - Э - В - Д". Так же проводятся расчеты по всем другим длинным и коротким дугам графа. 6.4. Сравнение вариантов Окончательные выводы и нахождение оптимального варианта системы мер увеличения пропускной и провозной способности заданной линии де- лаются после сравнения значений целевой функции по всем дугам графа. Минимальное ее значение будет соответствовать оптимальному варианту. Окончательное решение принимается после учета всех заданий для этой линии государственного характера. Важной задачей является и разработка мер организационно-техничес- кого характера, которые соответствовали бы принятой системе развития линии и являлись как бы очередями в каждом этапе (inareh Так, напри- мер, если вариант по дуге 2 окажется оптимальным по целевой функции и другим-соображениям, то в шаге У следует выбирать такую схему уд- линения, которая сокращала бы длину ограничивающего и трудных пере- гонов. Это повысит пропускную и провозную способность и позволит пере- нести следующий шаг развития линии на более поздний срок и т. д. 6.5. Использование персонального компьютера "Роботрон-1715" для расчетов значений целевой функции Рассмотренная методика технико-экономического сравнения вариантов этапного усиления пропускной и провозной способности линии имеет про- стую структуру, но при большом количестве сравниваемых вариантов тре- буется выполнить значительный объем счетных работ. Поэтому для уско- рения и повышения точности расчетов целесообразно использовать ЭВМ клтсед "Роботрлц-1715", котоодя наиболее доступна широкому кругу ctv- 44
дентов и инженерно-технических работников. Рассмотрим программу для ЭВМ ”Роботрон-1715'' и порядок расчетов по ней значений целевой функции Ц для любой отдельно взятой вершины графа вариантов (см. рис. 4.2). Прежде всего примем следующие обозначения исходных данных и ре- зультатов счета на языке "Бейсик": AQ = А1 - общие капиталовложения по данной мере усиления провоз- ной способности, руб.; A = А2 - приведенные к базисному году капиталовложения при рас- сматриваемой мере, руб.; Эо = АЗ - общие среднегодовые эксплуатационные расходы по данной мере, руб.; = А4 - приведенные эксплуатационные расходы за срок дейст- вия мероприятия с учетом их отдаления по каждому году, руб.; Mt + ЭоЕгН = А5 - общие приведенные к базисному году расходы (А2 + А4) при данной мере усиления провозной способности линии, руб.; Аб - строительная стоимость соответствующих устройств (новы:? разъ- ездов, автоблокировки, удлинения путей, электрификации, двухпутных вставок, второго пути), руб.; Нрр = А7 - число пар поездов в рассматриваемой мере усиления; R = А8 - число вагонов в рассматриваемой мере усиления; А„„„ ваг А„„ гр ^лок Эн = - Эп = ‘ f : ОСТ = А9 - стоимость дополнительных вагонов, руб.; = А10 - стоимость товарно-материальной массы на колесах, руб.; t = All - дополнительная стоимость локомотивов, руб.; А12 - расходы на накопление вагонов, руб.; А13 - расходы на передвижение поездов, руб.; = А14 - стоимость одной остановки поезда обгоном, руб. = А15 под скрещением или ОСТ нами; ост Эсод - количество остановок поездов под = А1б - расходы, связанные с остановками скрещением или обго- поездов, руб.; = А17 - расходы на содержание дополнительных устройств (но- вых разъездов, удлинения путей, автоблокировки, электрификации, двух- путных вставок, второго пути), руб.; В8 - число вагонов в предыдущей мере усиления по рассматриваемой дуге графа; С0 - стоимость локомотивов в предыдущей мере усиления по рассмат- риваемой дуге графа, руб.; Б - сумма коэффициентов приведения эксплуатационных расходов за • время действия мери.
Программа расчета целевой функции развития линии на языке "Бейсик" приведена ниже. При этом следует помнить, что после набора исходных данных по операторам 70, 80 и 90 ЭВМ остановится по оператору 130._ Здесь необходимо ввести число вагонов (В8) и стоимость локомотивов (00) в предыдущей мере усиления по рассчитываемой ветви графа вариан- тов. Для исходного варианта расчетов вводятся нулевые значения наз- ванных величин. На печать выдаются общие итоги расчетов, а также, по желанию пользователя, значения промежуточных величин. ПРОГРАММА РАСЧЕТА ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ РАЗВИТИЯ 1ЫЕЭИ0т0«НЫХ ЛИНИЙ - < FORSE > 5 PRINT CHRBU7) 10 PRIHT-PACMET ЗНАМЕНИИ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ РАЗВИТИЯ ПЛЕЗЧОДОРОВНЫХ ЛИНИЯ"fPRINT 20 LPRINT"РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИИ ЦЕЛЕВОМ ФУНКЦИИ РАЗВИТИЯ IEЛЕЗНОДОРССНУХ ЛИНИЯ" (PRINT 25 PRINTjPRINTiLPRINT fLFRINT 30 DIM W(3«) 40 PRINT’MCXOflHUE ДАННЫЕ ВВОДЯТСЯ ТРЕМЯ ГРУППАМИ J И, 11 И И ЧИСЕЛ" 45 ВОЮ 60 50 PRINT 55 PRINT’fiflR ВЫХОДА ИЗ ПРОГРАММЫ НА1МИТЕ КЛАВИ»У!':т PRINT CHRSU33) I " ГЦ “! СНЯЙ(132) 60 PRINT-ИСХОЯНЫЕ ЛАННЫЕ ПО ВАРИАНТУ" 7В INPUT 0,0,У,Р.Б ЯП L,Т,J,10,11,tЯ,L! .L2.F,М 60 INPUT ЕЙ,Е!.Е2,ЕЗ,РЗ.Е4,Д4,Е5,СЗ.Е6,56 90 INPUT Е7,1!7,U,US Л9.Б9.08.01.02.П . 12 100 A6’E7»D7+£3fDgtE9*D9 110 А7*В» 1 Е + 06/(365Н0*0) 120 А8*(A7*L*T)/(|2«10) 130 INPUT J3.L0 140 M«(A8-1B>U*WF?-A?»FH!2 150 А9ЧА8-1Й)*01।Bi*>9-Cet1Й«А8»СЯ’В9 160 Al«A6 + A9+B0iBHSlMI-l 170 A2«Al/(EXP(SHiaOU4.0BH J 174 (.PRINT TAB 110» । "ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ i" 175 LPRINT U51H940. 0ЛЛАА «*440 *.» 000 40.0 44 1444 044 44.4 444.4 444.4 .0 .444 , 44 »-♦ 0«,0',0;а,У,РЛ.Н,1ЛДЛ0Л!<10ч11А2,ЕЛ 176 LPRINT U5INB-4.lt II.» .4491 4»44i4 lilt 414110 44144 44404 «4444 40I04 444Hr! Et.El,E2.E3.03.E4.04.E5.03,E6,06 177 LPRINT USINB’444441 49999 910999 440449 494499 499499 990 09900 4404949 ft 99*1 F7,07,EB.08. E9.09,30.131 ,D2.T1 .T2 174 LPRINT ТАКИМ "РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ I *iiLFRINTtLPRINF 180 PRINT" DE0. КАП. ВЛ.-«А1.'П₽ИВ.-"А2 !90 LPPINT- ОБ0, КАП. 61,Й!.’ПРИВ.А? 280 I2«?»J65*S»HfT»E0 210 B3H7»fl«jE*06«’.»<E1/Ii+H*E2‘ 1 / (0*1.0) 220 K’=(Lt*<P*OMl!-!n/lE+06 725 IF УМ THEN BOID 735 230 05-*» (Ь5*В»1Е*06*И2*К1Е+«6Н1/(4000*11 *O4K8»!E*06HI‘+t/200+7) 1/DiBUTO 240 235 В5’(М5»ЦУЧ»ПШ 210 25₽ Е'МН’лТ5*Г4»гц--р-#Р5аЕ6*Р6 46
26* А3*12+13«16*17>81*Г1 27* К-В11-* 28В Ы<К)-1/ЕХР<81»10а<1+.88>Н1-1+И<К> 29* 81-Sl+llK-K+l 3(8 IF Sl-T2<*8 BOTO 28* 31* A4-A3»llA5-A2+A4 32* PRINT’lK.PACX.’A3t"ПРИВ.’A4|’ОБВ.ПРИВ,"AS 33B LPRIMT’lK.PACX.*A3)’ПРИВ.’A4|’06В.ПРИВ.’A3 ЗАВ PRINT’BAF.-’|8,’СТОИМ.ЛОК.-’С1 ЗАО LPRIMT’BAr.-’18,’СТОИМ.AOK.*"C* 33* Ply NT’I-ЕСЛИ НУ1НЫ ПР0МЕ1УТ0ЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ЕСЛИ HET-8’ 36* INPUT XlIF 1*1 BOTO SI 37* PRINT*A6...A 1*1 ’ 38* LPRINT’A6,..At*l* 31* PRINT A6,A7,A8,A9.i* A** LPRINT A6.A7.A8.A9.il 41* PRINT’All...AlOl ’ 42* LPRINT’All...Al3i’ 43* PRINT 11,12.13,14,13 44* LPRINT 11.12,13,14.15 43* PRINT’All.А17.Б1’ 46* LPRINT’A16.A17.Ei’ 47* PRINT 16,17,1 48* LPRINT 16,17,1 483 PRINTlPRINT 4*6 LPRINTlLPRlNT 49* BOTO 3* 21*1 INPUT NNN 2*1* LPRINT CHRN(27)|’O’|CHRN<NNN) РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ЦЕЛЕВОЙ «УНКЦИИ РАЗВИТИЙ IflESHoaurelHNX ЛИИНА "Исходное состояние хинйи" ИСХСАНЫк ДАННЫЕ 1.5Е**1 361* 1.1 234 11.* И 81* 35 36.* 41.1 71.» .7 .323 .3* 2.3 28.6 1.3* 26.* .1*23 (• 181 • I Л ( » I • , * (23* 961* 253711 1 1 РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ 06*. КАП. ВЛ,- 3.B9448E+I7 ПРИВ.- З.В944ВЕЛВ7 ЭК.РАСУ. 3.I4937E4I7 ПРИВ. 2.82349E4I7 ОБИ.ПРИВ. 6.71797E4I7 ВАГ,- 1561.83 А6...А1>| СТОИМ.ВОК,- 1 .i>t94t»7 > A11...A1SI 17.1381 1361.83 1,4993564*7 1.2931984*7 1.1*194Е+*7 A16.A17.El 1.33862Е«16 1.4S745E+B6 • 2.74776Е*«7 .925926 6.13749 25395* 47
'Удлинение путей' ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ > 2.0Е*01 540В 1.8 381 tl.l 11 Ml 82 38.1 41.8 78.8 .7 .323 .38 2.4 38.8 0.38 34.8 .1825 4888 *S 40М «8 8 8 88 198888 43 258888 «8 8 8 238 НМ 388858 1 9 РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ I ОБО. КАП. 88,- 4.023-ЗЕ*07 ПРИВ.- 4.02345Е*87 ЭК.РАСХ. 4.027838*07 ПРИВ. 2.51614Е+08 ОБО,ПРИВ. 2.9184ВЕ*8В ВАГ.- 2885.23 СТОИН.ДОК.- 1. .40343Е+87 А4...А18> 2.922Е+О7 15.8453 2889.23 4.295088*86 3.78498+06 А11...А151 3.0I49E+04 2.I7292E+84 3.35102Е+07 9.28624 194834 А16.А17.Б1 1.786328*06 858808 6.24489 "Электрификация" ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 2.8Е*81 3488 1.8 184 11.8 13 888 82 34.8 54.8 «1.8 .7 .288 .38 2.8 38.8 8.38 35.8 .1012 4888 43 4858 «8 12888 888 8888 253 185888 888 48888 233 8 8 238 «600 318888 15 14 РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ОВД. КАП. ВЛ.' 8-«7324Е+О7 ПРИВ.- 4.488858*87 ЭК.РАСХ. 6.5875Е+07 ПРИВ. 1.49487Е*08 ОБИ.ПРИВ. 2.I4375E+08 ВАГ,- 2В32.83 A6...A15I СТОИВ.ЛОК.- 1. 324438*07 9.01Е*87 20.8243 2032.83 224773 19SS94 А11...А131 -798018 A14.A17.El 2.94307Е+06 4.33075Е+07 12.9473 322502 4.1736Е+04 1.242888*07 2,60448 "Вставки" ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ t S.9E+O1 3488 Х48.0 184 11.8 21 888 82 34.8 87.8 51.8 .7 .288.38 1.8 38.1 5.38 35.8 .1812 8588 133 8888 233 12888 888 25888 «88 250000 485 32588 488 8 8 238 «485 318858 17 23 РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ I ОБИ. КАП. ВЛ.- 1.45737Е+О8 ПРИВ.- 4.254SIE+O7 ЭК.РАСХ. 8-947648*07 ПРИВ. 1.3397бЕ*08 ОБИ.ПРИВ. 1.78522Е*ВВ ВАГ.- 2485.43 СТОИН.ДОК.- 1.4«045Е*07 А6...А181 1.3334Е+88 25.5327 2409.43 3.4I712E+B6 З.П977Е+06 48
All...A15t 3.46822EU4 8.1883E+84 4.274825*87 12.9875 <112! Л AU.A17.Bi 531123 2.28288E+87 1.5194» "Двухпутка" ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ t 8.8E+8I 5888 188.8 U* 11.1 24 810 82 34.1 82.8 91.8 .7 .288 .31 1.4 38.8 8.38 35.8 .1812 4888 135 8888 253 8888 888 28888 818 388888 328 32888 328 8 8 238 9488 318888 2* 25 РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ОБО. КАП. ВЛ.- 1.88872EU8 ПРИВ.- 1.88В43Е*В7 ЭК.РАСХ. 1.84243Е*88 ПРИВ. 3.22479Е*87 ОВД.ПРИВ. 5,847428*87 ВАГ.- 2823.2 А4...А18> СЗОИМ.ЛОК.- 1.В4938Е+87 1.В424Е+88 A11...A15I 34.3879 2823.2 138233 . 112324 1.58933Е*84 ,BU.A17.E> 5.13599Е+84 7.522871*87 12.9875 58887.7 453498 2.522В8Е*87 .383717 Из сравнения результатов машинного и ручного расчетов видно, что они идентичны. Выполняя расчеты по всем вариантам дуги, находим для нее суммар- ное значение целевой функции Ц как сумму общих приведенных затрат по всем вернинам, лежащим по данной дуге. Аналогично выполняются ра- счеты для всех вершин и дуг графа вариантов, оставленных для технике- экономического сравнения. По минимуму целевой функции выбирается си- стема мер этапного развития линии. Контрольные вопросы, I. Для чего служит коэффициент приведения затрат? 2. В чем заключается особенность приведения капитальных затрат и эксплуатационных расходов к базисному году? 3. Из чего складываются капитальные затраты при усилении линии? 4. Назовите основные категории эксплуатационных расходов, учиты- ваемых при усилении линии. 5. Какие факторы учитываются при сравнении рассматриваемых вари- антов усиления линии? 49
. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОВОЗНОЙ СПОСОБНОСТИ ДВУХПУТНЫХ линий 7.1. Основные положения методики В настоящее время в связи с ростом объема перевозок и высоким за- полнением пропускных способностей основных направлений возникает за- дача выбора оптимальной системы мер увеличения пропускной способнос- ти не только однопутных, но и двухпутных линий. Для решения постав- ленной задачи можно воспользоваться методиками, изложенными в разд. 3 и 4. В качестве основных мероприятий увеличения пропускной и провозной способности двухпутной линии можно рассматривать следующие: организа- ция пропуска соединенных поездов (С), удлинение станционных путей (У), электрификация линии (3) с сокращением межпоездного интервала, строи- тельство третьего главного пути (Т). Следует помнить, что применение любого из перечисленных мероприя- тий на двухпутной линии приводит к значительному росту провозной спо- собности. Поэтому для обеспечения провозной способности на заданный расчетный период 20 - 25 лет достаточно применить одно из перечислен- ных мероприятий при условии, что все они являются конкурентоспособ- ными, т. е. обеспечивают потребность в провозной способности. Если одно мероприятие не обеспечивает потребность в провозной спо- собности, то необходимо применить систему мероприятий. В этом случае можно применять методику, изложенную В разд. 4 и 5. 7.2. Решение задачи выбора оптимального мероприятия по увеличению провозной способности на конкретном примере Допустим, что задано двухпутное железнодорожное направление А-Д длиной 800 км, оборудованное автоблокировкой. Расчетный интервал в пакете составляет. 10 мин. Характеристика расчетного участка А - Б и другие исходные данные приведены в п. 5.1. Съем пассажирскими и дру- гими ускоренными поездами составляет 40 пар поездов параллельного графика. Потребная провозная способность на исходный год составляет 50 млн т/год, на 10-й год эксплуатации линии - 60 млн т/год, а на 20-й - 70 млн т/год, при этом съем пассажирскими поездами возраста- ет до Мсъема = 45 пар поездов. Рассчитываем наличную пропускную способность направления: 50
= (1440 - 120)-0,98:10 = 129 nap поездов. Определяем наличную провозную способность: х = (129 - 40)-55 = 4895 вагонов; по графику функции х = f(Nc + 2,56) (см. рис. 5.3) находим, что Н,, - = 4200 вагонов; Nrp = 4200:55 = 76,4 пари поездов, отсюда Ги = 365-76,4-3600-0,67;fi,2-106) = 56,0 млн т/год. Н k Проверяем, обеспечат ли мероприятия, предложенные в п. 7.1, рост наличной провозной способности до 70 млн т/год. Рассмотрим первое мероприятие С. При организации пропуска соеди- ненных поездов возможны два варианта: I) соединение и разъединение поездов производится на технических станциях; 2) соединение и разъ- единение поездов осуществляется на перегонах. Для реализации первое., варианта требуется наличие путей двойной длины на технических станци ях. Во втором варианте будут потери в пропускной способности участка, Допустим, что путей двойной длины на технических станциях направ- ления А-Д нет. Поэтому попытаемся реализовать второй вариант. Сле- дует помнить, что пропуск соединенных поездов требует особых условий. Как правило, скорость соединенных поездов примерно на 10 % ниже, чем обычных. Кроме того, на разгон и замедление таких поездов требуется несколько больше времени. Примем время на разгон соединенного поезда = 5 мин и на замедление т° = 2 мин. Время на соединение и разъ- единение поездов на перегонах составляет 10-20 мин. В наием приме ре принимаем время на соединение и разьединение поезда tc = - 12 мин. Средняя длина участков на направлении А-Д составляет 100 км. Тогда среднее время нахождения обычного поезда на участке t° = L„/v$P + (т + T, )/60 = 100:70 + (2 + 1) :60 = 1,43 + 0,05 = 1,48 ч. Up .у Л JJ «5 Среднее время нахождения соединенного поезда на уц^стке =U/V°P< (1 + t +т +т ):60=100 ; (70-0,9) + (12+ 12 > 5 + 2): up у А и р у О : 60 = 1,59 + 0,57 » 2,10 ч. Тогда каждый соединенный поезд будет занимать 2,10 : 1,48 -- 1,42 нит- ки графика одиночного поезда. В этом случае вместо 76,4 naj>u грузо вых поездов можно будет пропустить - 76,4: 1,42 - 53,8 пары сое диненных поездов. Наличная провозная способность составит Гн » 365-53,В-2-3600-0,67; (1,2-105)= 78,9 млн тб-од. Потребность в провозной способности обеспечивается. При увеличе- нии съема до 45 пар поездов на 20-й год эксплуатации нвлипио» провоз 51
ная способность линии уменьшается. Определим ее. х = (129 - 45) = 4620 вагонов; Мс = 3900 вагонов; Ырр = 3900 : 55 = 70,9 пары поездов; Ырр = 70,9 : 1,42 = 50,0 пар поездов; Г = 365-50-2-3600-0,67: (1,2-106) = 73,4 млн т/год. Потребность в провозной способности обеспечивается. Переходим ко второму мероприятию У. Удлинение путей будем произво- дить до 1250 м. Тогда состав поезда будет состоять из ш = (1250 - 50): : 14,5 = 82 вагонов и масса поезда Q = (1250 - 50)-4,5 = 5400 т. Наличная провозная способность линии составит Г = 365-76,4-5400-0,67:(1,2-106) = 84,08 млн т/год. П ’ Таким образом, удлинение станционных путей до 1250 м обеспечит по- требность в провозной способности на расчетный период 20 лет. Однако на 20-й год эксплуатации съем пассажирскими поездами составит Мсъема= = 45 пар поездов. Поэтому уточним Г„ при = 45 пар поездов: х = (129 - 45)-82 = 6888 вагонов. Интерполируя график функции х = f(Nc + 2,56) (см.рис. 5.3) находим, что Nc = 5800 вагонов; Npp = 5800 : 82 = 70,7 пары поездов, откуда Гн = = 365-70,7-5400-0,67: (1,2-Ю6) = 77,8 млн т/год. Потребность в провозной способности обеспечивается. Переходим к третьему мероприятию Э. При электрификации произойдет увеличение скоростей движения, что позволит сократить межпоездной ин- тервал в пакете до I = 8 мин. Тогда наличная пропускная способность участка будет равна Ын = (1440-120)-0,97:8 = 160,0 пар поездов. Определим наличную провозную способность линии при N. = 45 пар поездов: х = (160 - 45)-55 = 6325 ваг.; Нс = 5380 ваг.; = 5380:55 = 97,8 пары поездов; Гн = 365-97,8-3600-0,67:(1,2-10б) = 71,8 млн т/год. Потребность в провозной способности обеспечивается. Переходим к четвертому мероприятию Т. Третий главный путь будем использовать как однопутную линию только для пропуска грузовых поез- дов. Тогда наличная пропускная способность третьего главного пути fl°= = 38,1 пары поездов (см. рис. 5.Г). 52
Наличная провозная способность третьего пути составит: х = 38,1-55 = 2096 вагонов; К° = 1600 вагонов; = 1600:55 - = 29,0 пар поездов; Г° = 365-29-3600-0,67: (1,2-106)= 31,7 млн т/год. Наличная провозная способность двухпутной линии снизится за счет увеличения съема пассажирскими поездами с 40 до 45 пар поездов. Рассчитаем на 20-й год эксплуатации: х = (129 - 45)-55 = 4620 вагонов; = 3950 вагонов; = 3950:55- = 71,8 пары поездов; Г£ = 365-71,8-3600-0,67: (1,2-10б) = 52,7млн т/год. Тогда суммарная наличная провозная способность трехпутной линии на 20-й год эксплуатации Г’ = Гй + Г° = 52,7 + 31,7 = 84,4 млн т/год. п п Н Потребность в провозной способности обеспечивается. Таким образом, все четыре рассмотренные варианты увеличения про- возной способности линии являются конкурентоспособными. 7.3. Технико-экономические расчеты по вариантам 7.3.1. Расчет капиталовложений Данные, необходимые для расчета, приведены в табл. 7.1. По первому мероприятию С. При организации пропуска соединенных по- ездов на двухпутной линии они будут обгоняться пассажирскими поезда- ми. Для этого, хотя бы на одной промежуточной станции участка, необ- ходимо иметь два пути двойной длины (по одному в каждом направлении). Всего на направлении А - Д имеется 8 участков. Тогда необходимо бу- дет построить 2-0,85-8 = 13,6 км путей. Если соединение и разъедине- ние сдвоенных поездов будет производиться на технических станциях, на которых отсутствуют пути двойной длины, то необходимо будет их по- строить. В рассматриваемом примере поезда соединяются и разъединяют- ся на перегонах. Расходные ставки на сооружение и содержание устройств приведены в табл. 6.4 - 6.6. Капиталовложения по первому варианту составят: I) стоимость удлинения путей = 13,6-150000 = 2040000 руб.; 2' число грузовых поездов при исходном состоянии линии Npp = 50-1U6 : (365-3600-0,67) = 56,8 пары поездов. 5.3
при использовании соединенных поездов Mgp = 60-106 : (365-7200-0,67) = 34,10 пары поездов. Тогда число дополнительных вагонов можно определить как разность между рабочим парком при С и рабочим парком в исходном году; AR= (800-34,1-110:(12-55)) - (800-56,8-55:(12-60)) = 4547 - 3471 = = 1076 ваг.; Аваг “ Ю76-9600 = 10329600 руб.; 3) стоимость дополнительной товарно-материальной массы на колесах Арр = 1076-36-230 = 8909300 руб.; 4) стоимость новых или дополнительных локомотивов ЛАЛ0К определя- ется как разность между стоимостью локомотивов при С и при исходном состоянии линии: ЛАдок » 2-34,1-517400-1,9-56,8-258700 = 35286700 - 27918900 = = 7367800 руб.; 5) общие капиталовложения Ак = 2040000 + 10329600 + 8909300 + 7367800 = 28646700 руб.; 6) приведенные к расчетному базисному году tQ капиталовложения по первому мероприятию С А£р = А°- = 28646700-1 = 28646700 руб. По второму мероприятию У. Объем работы для всего направления А - Д применяется такой же, как и в п. 6.2. Ведем расчет: I) стоимость удлинения путей Аудд = 44,8-150000 + 90-250000 = 29220000 руб.; 2) стоимость дополнительных вагонов: N^p = 60-106-(365-5400-0,67) = 45,4 пары поездов; AR = 800-45,4-82 : (12-62) - 3471 = 4003 - 3471 = 532 ваг.; Аваг•. 532-9600 - 5107200 руб.; 3) Арр = 532-36-230 = 4404900 руб.; 4) ДАд0Ж - 1,9-45,4-388050 - 27918900 = 33473200-27918900 = = 5554300 руб.; 5) общие капиталовложения А. - 29220000 + 5107200 + 4404900 + 5554300 - 44286400 руб.; 6) приведенные к расчетному базисному году +0 капиталовложения по 54
второму с мероприятию У Апр = 44286400-1 = 44286400 руб. По третьему мероприятию Э. Объем электрификации составит 800 км двухпутных главных путей и 252,5 км приемо-отправочных путей (см. п. 6.2). Рассчитываем капиталовложения: I) стоимость электрификации Аэ = 800-132000 + 252,5-40000 = 115700000 руб.; 2) стоимость дополнительных вагонов: Npp = 60-106 :(365-3600-0,67) = 68,2 пары поездов; AR = 800-68,2-55:(12-78) - 3471 = 320о - 3471 =-2о5 вагонов; Аваг = -265-9600 = -2544000 руб.; 3) Агр = -265'36-230 * -2194200 руб.; 4) ДАЛ0К = 1,7-68,2-318000 - 27918900 = 8950000 руб.; 5) общие капиталовложения Ак= 115700000 ь (-2544000) + (-2194200) ь 8950000 = 119911о00 руб.; 6) приведенные к расчетному базисному году + капиталовложения по третьему мероприятию Э Адр - 119911800-1 = 119911800 руб. По четвертому мероприятию Т. Объем работы составит 800 км третье- го главного пути, и на промежуточных станциях нужно будет уложить по одному приемо-отправочному пути взамен путей, использованных под тре- тий главный путь. На участке А - Б длиной 100 км семь промежуточных станций. Тогда на всем направлении нужно будет уложить 7-0,85-800 : : 100 = 47,6 км станционных путей. I) стоимость строительства третьего главного и станционных путей Ат = 800-350000 ь 47,6'150000 = 28'440000 руб.; 2) стоимость дополнительных вагонов: ЦЛр = 50-Ю6 : (365-3600-0,67) - W.8 пар поетп-н; Н°р = 10'106 : (365-3600-0,67) = 11,4 пары поездов; AR = (800-56,8-55 : (12-60)) + (800-11,4-55 : 42-38)) - - 3471 = 3471 + 1100-3171 - 1100 вагонов. Аваг = 1100-9600 = 10560000 руб.; 3) Агр = 1100'36-230 » 9108000 руб.; 55
Таблица 7*1- Значения параметров состояния двухпутной линии по вариантам ее усиления Параметра 1 Символы 1 ЭВМ для I языка Бейсик Варианты усиления линии Исход- ное со- стояние линии с У э Т д 0 I. Г, млн т/г G 50 60 60 60 50 10 2. Q, т 0 3600 7200 5400 Збоо 3600 3600 3- ®ост "? 40 42 42 42 42 1,0 4. Р, т Р 254 508 381 184 254 254 с 3 II II II II II II 6. кя н 35 29 33 42 35 7 7. L, км L 800 800 800 800 800 800 8. и, ear. Т 55 ПО 82 55 55 55 Od £Ц 0> Z 36 36 36 36 36 36 10. v , км/ч 10 60 55 62 78 60 38 II. -V , км/ч 11 70 63 70 91 70 70 12 • *₽н 1.0, 0,67 0,67 о,67 0,6? 0,6? 0,6? 13. ® L1 0,325 0,325 0,325 0,28 0,325 0,325 14. т, ч L2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 15. Кп F 1,9 2,0 1,9 1,7 1,9 2,6 16. МР, ткы/км М 20,6 11,2 30,8 20,6 2 3,6 20,6 I?. Св-Ч’ руб* Е0 0,3 0,3 0,3 0,3 □ ,3 0,3 18. сп.ч,руб. Е1 26 52 36 26 26 26 19. сэн > руб. Е2 0,1025 0,102^ 0,1025 0,1012 3,1025 0,1025 20* есод* руб- ЕЗ .0 6000 6000 20000 0 9000 2К "с0Д из 0 13,6 44,8 800 0 800 22 • есод’ P?(S- Е4 0 0 6000 8000 0 6000 25- "сод D4 0 0 . 90 252,5 0 47,6 24. е'“ад, руб. EJ 0 0 0 6 0 0 25. п'" J сод D5 0 0 0 0 0 0 26. е-од,руб. Е6 0 0 0 0 0 0 2?' "сод D6 0 0 0 0 0 0 28' е’стр > Руб- Е? 0 15000(1 150000 132000 0 350000 29' nLTp D? 0 13,6 44,8 800 0 800 30. е" , руб. Е8 0 0 250000 40000 0 Г50000 31- "стр D8 0 0 90 252,5 0 47,6 32. в‘стр ’ руб- Е9 0 0 0 0 0 0 33- ",иСТр. D9 0 0 0 0 0 0 34. 1^, руб. 00 230 230 230 230 230 230 35. Ив. РУ®. 01 9600 9600 9600 9600 9600 9600 56
Продолжение табл. 7.1 Параметры Символы ЭВМ для языка Бейсик Варианты усиления линии Исход- ное со- стояние линии с У Э* Т д 0 36. Пл , руб. 57- fna4 58- \он Q2 Т1 12 25в?оо I I 517400 I 20 388050 I 20 318000 I 20 258700 I 20 258?ОО I 20 4) ДАЛ0К = (1,9-56,8 + 2,6-11,4)-258700 - 27918900 = 35586800 - - 27918900 = 7667900 р$.; 5) общие капиталовложения А* = 28714000Q,И0560000 + 9108000 + 7667900 = ЗМ-ГфОО руб.; 6) приведенные к расчетному базисному году 1() капиталовложения по четвертому мероприятию Т Апр = 314475900-1 = 314475900 руб. 7.3.2. Расчет о ксплуатац ионных расходов По первому мероприятию С: I) Эн = 2-365-11-29-110-0,3 = 7684700 руб. 'год; 21 Э = ((2-60-106-800):(0,67-7200)-(52:55‘t-41,2-0,102bh = = 102851800 f б./год; 3) сост = 0,325(508 ь 7200)-63а-КГ* = 9,94 руб.; Кост = 3,95-800-42-34,Г: 63 = '/1В37 остановкиЛ >,i; Эост = ^1837-9,94 = 714100 руб./год; 4) содержание 13,6 км станционных путей Э„„„ « 13,6-6000 = 81600 руб./год; СОД 5) общие среднегодовые эксплуатационные расходы по рассматриваемо Му мероприятию С Э® = 7684700 + 102854800 + 714100 81600 -- 111335200 руб./год; 57
6) приведенные эксплуатационные расхода по 20 годам с учетом их отдалении по каждому году Э°р = 111335200-9,82 = 1093311000 руб. (за 20 лет). По второму мероприятию У: I) Эи = 2-365-11-33-82-0,3 = 6518800 руб./год; 2) Эп = ((2-60'106-800):(0,67-5400) )-(36:62 + 30,87-0,1025) = = 99174700 руб./год; 3) сост = 0,325(381 +5400).70I) 2 3 4 5-10~е = 9,21 руб.; KQCT = 3,95-800-42-45,4 : 70 = 86078 остановок/год; Эост = 86078-9,21 = 792800 руб./год; 4) содержание 44,8 км удлинения путей на промежуточных станциях и 90 км удлинения путей на технических станциях Эсод = (44>8 + 90'-6000= 808800 руб./год; 5) общие среднегодовые эксплуатационные расходы по рассматриваемо- му мероприятию У = 6518800 + 99174700 + 792800 + 808800 = 107295100 руб./год; 6) приведенные эксплуатационные расхода по 20 годам с учетом их отдаления по каждому году эУр = 107295100'9,82 = 1053637000 руб. (за 20 лет). По третьему мероприятию Э: I) Эн = 2-365-11-42-55'0,3 = 5564800 руб./год; 2) Эп = ((2-60-106-800):(0,67-3600))(26:78+20,6-0,1012) = = 96240900 руб./год; 3) сост = 0,28(184 + 3600)-91z-10"6 = 8,77 руб.,; К0Ст = 3,95'800-42-68,2 : 91 = 99467 остановок/год; Э0Ст = 99467-8,77 = 872300 руб./год; 4) содержание электрификации 800 км главных путей двухпутной ли- нии и 252,5 км станционных путей Эсод = 800-20000 + 252,5-8000 = 18020000 руб./год; 5) общие среднегодовые эксплуатационные расходы по рассматривае- мому мероприятию 3 Э£ = 5564800 + 96240900 + 872300+ 18020000 = 120698000 руб./год; 58
6) приведенное эксплуатационные расходы по 20 годам с учетом их отдаленности по каждому году Э® = 120698000-9,02 = 1185254000 руб. (за 20 лет). По четвертому мероприятию Т. Эксплуатационные расходы рассматрива- ются отдельно для двухпутной и однопутной линий с учетом грузопотока, проходящего по ним: I) ЭД = 2-365-11-35-55-0,3 = 4637300 руб./год; Э° = 2-365-11-7-55-0.3 = 927500 руб./год; Эн = Эн + Эн = 4637300 + 927500 = 5564800 руб./год; 2) ЭД = ((2-50-106-800):(0,67-3600))•(26:60+20,6-0,1025) = = 84405700 руб./год; Э° = ((2-10;106-800):(0,67-3600))•(26:38+20,6-0,1025)= = 18545400 руб./год; Э* = 84405700 + 18545400 = 102951100 руб./год; 3) сост а 0,325(254 + 3600)-702-10“6 = 6,14 руб.; Кост = 3,95-800.42-56,8:70 = 107693 остановки/год; К°ст = 1,0((2-Ю-10б-800) : (4000-3600-70 - 0,3-10- 10е-70) + + 800:200 + 2)•(1.5-10-106 : 3600)=108542 остановки/год; К’ „ = = 107693 + 108542 = 216235 остановок/год; QCT ОСТ ОС 1 Эост = 21б235,6>14 - 1327700 руб./год; 4) содержание третьего главного пути и 47,6 км станционных путей Э?пп = 800-9000 + 47,6-6000 = 7485600 руб./год; СОД 5) общие среднегодовые эксплуатационные расходы по рассматривае- мому мероприятию Т Э* = 5564800+ 102951100+ 1327700 + 7485600 = 117310800 руб./год; 6) приведенные эксплуатационные расходы по 20 годам с учетом их отдаления по каждому году Зпр “ И7310800-9.82 = 1151992000 руб. (за 20 лет). Результаты выполненных расчетов сведем в табл. 7.2. Из таблицы видно, что оптимальным вариантом усиления провозной способности ли- нии по приведенным народнохозяйственным расходам является удлинение станционных путей. Однако значение целевой функции при С только на 2,2 % отличается от значения целевой (функции при У , а это различие 59
Таблица 7.2. Затраты по вариантам усиления пропускной и провозной способности линии, или руб. Показатели С У 3 т Капитальные затраты: строительство 2,04 29,22 115,70 28?,I* вагоны 10,35 5,И -2,54 10,56 товарная масса 8,91 4,40 -2,19 9,И локомотивы 7,57 5,55 8,95 7,6? Итого (Aq) 28,65 44,28 119,92 314,48 Итого приведенные капитальные затраты (Mt5 28,65 44,28 П9.92 314,48 Эксплуатационные расходы: накопление вагонов 7,68 6,52 5,56 5,56 передвижение поез- дов 102, 85 99,17 96,24 102,95 остановки поездов 0,71 0,79 0,8? 1,33 содержание дополни- тельных устройств 0,08 0,81 18,02 7,48 - Итого (3Q) Ш,52 107,29 120,69 Н7.32 Итого приведенные эксплуатационные рас- ходы (ЭОЕГ)+) 1095,31 1055,64 1185,25 1151,99 „Общие приведенные расходы (Ц « Аогц + +Э0ЕПр 1121,96 1097,92 1305,17 1466,47 находится в пределах точности расчетов. Поэтому в случаях незначи- тельного различия в значениях целевых функций к реализации необходи- мо принимать наиболее прогрессивный из вариантов, направленный на интенсивный путь развития транспорта. В данном случае целесообразно реализовать вариант С. . 7.3.3. Расчет значений целевой функции на ЭВМ При расчете на ЭВМ стоимости отдельных вариантов усиления провоз- 60
цой способности линии, каждый из которых начинается от исходного со- стояния, необходимо вводить в ЭВМ (после ее остановки по оператору 130) число вагонов и стоимость локомотивов, соответствующие исходно му состоянию линии. При расчете таких вариантов усиления провозной способности линии, мак строительство третьего главного пути, при котором расчеты произ- водятся отдельно для двухпутной и однопутной линий в соответствии с величинами их грузонапряженности, в одном из расчетов вводится число вагонов и стоимость локомотивов, соответствующие предшествующему ва- рианту усиления или исходному состоянию, а в остальные расчеты вво- дятся нулевые значения числа вагонов и стоимости локомотивов. Общие приведенные расходы по мероприятию представляют собой сумму общих расходов по отдельным расчётам, входящим в рассматриваемое мероприя- тие. Выполнив на ЭВМ "Роботрон -171b" расчеты по исходным данным, при- веденным в табл. 7.1, получаем результат, аналогичный результату руч ного счета. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ЦЕЛЕВОЙ »УНКЦИИ РАЗБИТИЯ IЕЛЕЭВВЦOf01НИX ЛИНИЙ “Исходное состояние линии" ИСХОДНЫЕ 1АННЫЕ 1 S.»E+»1 36М .31 26.• .112 ' 1 В РАСЧЁ 24».8 234 11 3 IB И ’ I THliE ЛАНИНЕ i .В 33 ЗВ» £3 -л В Ев.» It. В .7 .5x3 .: । в а » в » В В ;» 1бВВ 2S87»» 1 1 ОБ». КАЛ. ЕЛ.- fi.WiTUBZ ЭК.РАСХ. В.»6725Е»в7 ПРИВ. АГ.- 347».72 А6...А1»! 1 54.7937 А11...А151 2.77138Е»В7 4.63733Et»6 ’ AlE.AlJ.El '429*19 1 ПРИВ,- 8.W23Et»7 8.5«3»1Е*»7 ОБИ.ПЕНЕ. 1.73В»2Е«|1 СТОИМ.ВПК,- 2.79158Е*»7 54,’». И 3.331»Е+»2 2. S7S7OE+B7 8.44»38Е<»? 6.13741 1B2S33 .,1239Ти ИСХОДНЫЕ »><nn«k i "Собдинвннив поезда" 6.»£♦! Jilt 142.1 318 11.» 29 ?.«» 11» Зе.в 53.» 63.3 . 7 ГЛЬ ,!t 2-В 11.2 I.ЗВ 32.» .1123 6»»1 н й В В В Я isaaes 14 1 й 1 В 2 5» ?6»1 3174В» 1 2$
РАСЧЕТНЫЕ МАННЫЕ > ОБИ. КАП. ВМ.- 2.85474Е+87 ПРИВ,- 2.S5674E+87 ЭК.РАСХ. 1.11335Е*88 ПРАВ. I.IWEtlS ОБЯ.ПРИВ. 1.12U7E*89 ВАГ.- 4343.49 СТОИН.МОК.- 3.52421Е+87 А4...А1В1 2.84Е*В4 34.8742 4343.49 1.82986Е*87 в.88254Е*84 А11...А151 7.34625E+I4 7.48471Е*84 l.B2853E*8S 9.94274 71787.2 AU.A17.E1 713742 81411 9.81815 "Удлинение путей" ИСХОМНЫЕ МАННЫЕ г Ь.8Е»в1 5481 142.8 381 I1.8 33 888 82 34.8 42.8 78.8 .7 .323 .38 1.9 31.8 8.38 34.8 .1823 4888 45 4888 98 А 8 8 8 158888 . 45 258888 98 В 8 238 9488 3B8838 1 28 РАСЧЕТНЫЕ МАННЫЕ l ОБВ. КАП. 64,- 4.43754Е+17 ПРИВ.- 4.43734Е+87 Эк.PACK. 1.87295Е+8В ПРИВ. 1.83344Е+89 0Б8.ЛРИВ. 1.89782Е*89 . ВАГ.- 4884.89 СТОИН.МОК,- 3.34989£*е7 А4...А1В: 2.922Е+87 45.4349 4884.89 5.13954Е*84 4.43287EU4 A11...AI51 5.5В315Е+Й4 4.51875Е*84 9.91747Е+87 9.28424 86144.6 А14.А17.Е: 79384В 888888 9.81813 "Электрификация" ИСХВМНЫЕ МАННЫЕ : 4.8Е*В1 3488 142.8 184 11.8 42 В88 55 34.8 78.8 91.8 .7 .288 .38 1.7 28.4 8.38 24.8 .1812 28888 888 8188 253 8 8 I 8 132888 888 48888 253 8 В 238 9488 318888 1 28 РАСЧЕТНЫЕ МАННЫЕ : ОБВ. КАП. ЭЯ.- 1.19854Е+88 ПРИВ,- 1.19854Е*88 ЭК.РАСХ. 1.2В49ВЕ*8В ПРИВ. ЫВ5ВЗЕ*89 ОБА.ПРИВ. 1.3848ВЕ*89 8АГ<- 3283.75 СТОИН.ЛОК,- 3.48432Е»87 A4...AI81 1.1372*88 *«.1524 3283.75 -2.54?94Е*8£ -2.21855Е*84 6?
All.,.A151 a.92739E-84 5.S4479E.84 9,d2489E»8/ i.7>W Й16.А17.Е: . 872144 l.BB2E>87 9.81815 ' 99397.7 ''Третий главный путь" (Двухпутка) ИСХОДНЫЕ ЛАИНЫЕ : 5.8Е+81 3488 142.4 254 11.В 35 484 55 34.4 48.8 78.В .7 .325 .34 1 9 24,L В.ЗВ 24.8 .1825 8В 8 8 4 88 В В В В В 8 8 238 94ВВ 238748 1 2В РАСЧЕТНЫЕ a ftИНЫЕ : ае«. кап. вл.- зз.алза прив,- trans ЭК.РАСХ. 8.9784Е987 ПРИЗ. 8.8В727ЕШ 0БВ.ПРИ8. 8.88?27Е<ВВ ВАГ.- 347В. 72 СТОКИ.ЛОК.-'2.’9158Е4В7 А4...Й1 Bi I 54,7937 3478.72 37.3 32.3436 AU...A15; -12 4.43733Е«84 8.4485ЫЕ.87 4.13749 187481 A14.A17.Ei 448898 В 9.31815 "Тритии главный путь" (Сдионугнь) ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ : 1.8Е+81 3488 1.8 254 11.8 1 &ЙЙ 55 35.8 33.8 ,’В.Ы . 7 4 ’ i S . Ч.й ы '. а с 8.38 24.8 .1825 9888 £88 ьййй 48 8 8 8 л 358888 888 158888 48 В 8 234 9488 258788 1 2Й РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ s ОБ*. КАП. ВЛ.- J. 1 431 7Е.48 ПРИВ.- 3. 1 437/Eilib ЭК.PACK. 2.74244Е»87 ПРИЕ. 2.71222Е.88 СБЫ.ПРИЬ. 5.85599EtBe ВАГ,- 1894.82 С1ОИИ.ЛПК.’ 7.44811Е»84 Конт р о л ь и ы е в и р о с н I. За счет чего происходят увеличение провозной способности линии при вождении соединенных поездов и строительстве третьего главного пути? 2. Назовите особенности определения эксплуатационных расходов при строительстве третьего глапиого пути. 3. Надавите «kigKchiii-.c-iи использования liBid в ренетах.
Рекомендуемая литература I. Организация движения на железнодорожной транспорте/Под ред. дроф. И.Г. Тихомирова. Минск: Выыэйвая школа, 1969. 448 c.j 1979. Ч. 2. 224 с. 2. Грунтов П.С. Эксплуатационная надежность станций. М.: Транспорт, 1988. 247 с. З. Макарочкин А.М. Оптимизация развития пропускной спо- собности железнодорожных линий. М.: Транспорт, 1969- 198 с. 4. Макарочкин А.М., Дьяков Ю.В. Использование и развитие пропускной способности железных дорог. М.: Транспорт, I9SI. 28? с. 5. Тихомиров И.Г., Ярошевич В.П* Оптимизация сис- темы мер увеличения пропускной и провозной способности однопутных ли- ний: Учебно-методическое пособие. Гомель: БелИИЖТ, 1983. 41 с. 6. Интенсификация использования подвижного оостава и перевозочной мощности железных дорог/Под ред. проф. И.Г. Тихомирова. М.: Транспорт, 1977- 296 с. /.Варанов А.М., Козлов В.Б., Фельдман Э.Д. Развитие пропускной и провозной способности однопутных линий. М.: Транспорт, 1964. 196 с. 8. Максимович Б.М. Выбор способов увеличения пропускной и провозной способности железнодорожных линий по технико-экономичес- ким показателям. Гомель: БелИИЖТ, 1972. 53 с. 9. Максимович Б.М. Расчет и анализ основных эксплуатаци- онных показателей графиков движения поездов. Гомель: БелИИЖТ, 1972. 51.с. ' 10. Тихонов К.К. Выбор весовых норм грузовых поездов. М.; Транспорт, 196?. 260 с. - II. Инструкция по определению экономической эффективности капиталь- ных вложений. М.; Транспорт, 1975- 200 с. 12. У г р ю м о в А.К. Неравномерность движения поездов. М.: Тран- спорт, 1968. 112 с. IJ. Технический справочник железнодорожника. TI3. Эксплуатация же- лезных дорог/Под ред. Р.И. Р о б е п ь. М. : Трансжелдоризцат, I956- 739 с. 14. Гребенюк П.Т.,Долганов А.Н., С к в о р п о - в а А.И. Тяговые расчеты: Справочник / Под ред. П.Т. Гребен»- к а. М.: Транспорт, 1987- 272 с.
О Г Л А В Л Е Н 11 Е I. Общие положения .................................... 3 2. Методика расчета наличной и потребной пропускных спо- собностей перегонов ................................ 4 2.1. Определение наличной пропускной слэосбности. . .. 4 2.2. Определение потребной пропускной способности... 9 3. Методика выбора оптимального варианта увеличения пропускной и провозной способности на оцин заданный срок ................................................. 12 4. Методика выбора оптимальной системы мер ио этапному увеличению пропускной и провозной способности эино- путных линий ...................................... 14 4.1. Основные положения методики ....'............... 14 4.2. Общий алгоритм выбора оптимальной системы мер .. 16 4.3. Разработка графов вариантов системы мер ........ 16 5. Методика решения задачи на конкретном примере ....... 21 J.I. Исходные данные и. постановка задачи ........... 21 5.2. Расчеты наличных и потребных пропускных и про- возных способностей по системам мер их увеличе- ния .............................................. 22 5.3- Расчеты пропускной и провозной способности для вариантов (дуг) расчетного графа ............. 2> 6. Технико-экономические расчеты ....................... 29 6.1. Общая методика расчета ......................... 29 6.2. Расчет значения целевой функции для первого ва- рианта системы - первой дуги графа вариантов У - Э - В - Д ................................. 30 6.J. Расчет значения целевой функции по дуге 0 - У - Э - Д..................................... 44 6.4. Сравнение вариантов .......................... 44 6.5. Использование персонального компьютера "Роботрон-1?15" для расчетов значений целевой функции .......................................... 44 7. Выбор оптимального варианта увеличения провозной способности двухпутных линий ....................... . 50 7.1. Основные положения методики ................... 50 7.2. Решение задачи выбора оптимального мероприятия по увеличению провозной способности на конкрет- ной примере........................................ 50 7-3. Технико-экономические расчеты по вариантам ..... 53 7.3.1. Расчет капиталовложений................ .53 7.3.2. Расчет эксплуатационных расходов ........ 57 7.3-3- Расчет значений цепевой функции на ЭВМ... 60 Рекомендуемая литература................................... 64
Валентин Петрович Ярошевич АГихаил Иванович Ш к у р и н Выбор системы мер увеличения пропускной и провозной способности железнодорожных линий Редактор И.И. 3 в е н т о в Технический редактор Ж.Л. Хороневич Корректор И.А. Дашкевич Мл. редактор В.И. Кучерова Подписано в печать 02.08.89 г. АЗ 20331. Формат бумаги 60x84 I/I6. Бумага тип. IS I. Уел. печ, л. 5,95- Уч.-изд. л. 3,15- Тираж 500 экз. Зак. * 2168. Изд. W 2294. Цена 10 к. Редакционно-издательский отдел БелИИЖТа, 246653, г. Гомель, ул. Кирова, J4. Ротапринт типографии БелИИЖТа, 246022, г. Гомель, ул. Кирова, 34.