Текст
РАСЧЕТ
ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Издание второе,
переработанное и дополненное
УДК ввб.229.4
’ Расчет пропускной способности железных дорог.
Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Транспорт», 1977. 310 с.
Авт.: Архангельский Е. В., Воробьевы. А.,
Дроздов Н. А., Мирошниченко Р. И.,
Сегал Л. Г.
Изложены теоретические положения, методика и
практические рекомендации для определения пропуск-
ной способности участков по перегонам, станциям, уст-
ройствам электроснабжения электрифицированных до-
рог и локомотивного хозяйства. Приведены примеры
ее расчета для всех этих устройств и некоторые органи-
зационно-технические и реконструктивные мероприятия
их усиления. Рассмотрены вопросы автоматизации рас-
четов с применением электронных вычислительных tja-
1ИИН.
Книга предназначена для научных и инженерно-
технических работников железнодорожного транспорта.
Ил. 151, табл. 64, список лит. 42 назв.
Книгу написали:
главы I, V, и. 1,2 — Н. А. Воробьев;
главы И, V, п. 3 — Е. В. Архангельский;
главы III, V, п. 4 — Р. И. Мирошниченко и Се-
гал Л. Г.;
главы IV, V, п. 5 — Н. А- Дроздов
р‘даж_-з34-.Ъ'-
© Издательство «Транспорт», 1977
Глава I
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ УЧАСТКИ
1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Пропускной способностью железнодорожного участка (по перего-
нам) называют максимальные размеры движения в поездах (парах по-
ездов), которые могут быть пропущены по нему за единицу времени
(сутки, час) в зависимости от имеющихся постоянных (стационарных)
устройств, типа и мощности тяговых средств, рода вагонов и способа
организации движения (типа графика). Для расчета пропускной спо-
собности выбирают участки между Двумя станциями — пунктами за-
рождения и погашения грузо- и пассажиропотоков, оборота локомо-
тивов, смены бригад, перелома весовых норм и др. К расчетным участ-
кам относятся и пригородные зоны с большим (более 10%) перепадом
размеров пригородного движения.
Определяют пропускную способность участка при параллельном
и непараллельном графиках движения. В первом случае ее рассчиты-
вают'в однородных поездах установленного веса для каждого перего-
на. Тот, на котором она наименьшая (при наиболее рациональной
организации движения), и определяет пропускную способность участ-
ка. При непараллельном графике расчет делается в поездах различ-
ных категорий, отличающихся характером перевозок, весом и ско-
ростью движения. Все категории поездов приводят к принятым в
расчете при параллельном графике через коэффициенты съема. На-
пример, на участках, где преобладает грузовое движение, пропуск-
ную способность при параллельном графике определяют,, в сквозных
грузовых поездах, вес которых установлен по мощности локомотива
и длине приемо-отправочных путей или унифицирован на всем направ-
лении. Коэффициент съема их при непараллельном графике равен еди-
нице; коэффициенты съема других грузовых поездов (ускоренных,
сборных) и пассажирских (в том числе пригородных) в общем случае
отличны от единицы. На участках, где преобладает движение пас-
сажирских пригородных поездов, пропускную способность при па-
раллельном графике целесообразно рассчитывать для них; тогда
коэффициенты съема других поездов (дальних пассажирских и грузо-
вых) при непараллельном графике будут, как правило, не равны еди-
нице.
Коэффициенты съема позволяют оценить использование пропуск-
ной способности участка при разных соотношениях размеров движе-
ния по категориям поездов. Действующая методика рекомендует ко-
эффициенты съема определять для шести категорий поездов: даль-
них пассажирских, следующих со среднеходовой скоростью более
3
140 км/ч, остальных дальних пассажирских, пригородных, ускорен-
ных грузовых, сквозных грузовых, сборных для всего расчетного
участка с учетом непрерывности линий хода до и после обгона, а
так же путевого развития промежуточных станций 11].
Пропускную Способность участка рассчитывают, как правило,
без резервов во временах хода поездов по перегонам и учета времени
на ремонт и содержание пути и контактной сети. Ее часто называют
максимальной или наличной. Рациональны^ же уровень ее использо-
вания устанавливают с учетом отклонений в движении поездов от
графика, времени, необходимого на текущее содержание и ремонт
устройств и др. Наличная пропускная способность, как показывает
опыт, в отдельные периоды при достаточно высоком уровне органи-
зации движения используется полностью.
Исходные данные для расчета пропускной способности участка
следующие: принятый тип графика и особые условия организации
движения, времена хода поездов по перегонам, станционные и меж-
поездные интервалы, путевое развитие раздельных пунктов Выбор
типа графика зависит от технического оснащения участка, соотноше-
ния поездопотоков_ по направлениям движения и цели расчета. На
линиях с диспетчерской централизацией и автоблокировкой, как пра-
вило, принимают пакетный (на однопутных линиях частично пакет-
ный) график; на участках, оборудованных полуавтоматической бло-
кировкой с путевыми постами, — также пакетный или частично па-
кетный, а без них — непакётный график. На однопутных линиях
с двухпутными вставками пропускную способность рассчитывают для
графика, предусматривающего безостановочные скрещения поездов.
При неодинаковых по направлениям движения поездопотоках к рас-
чету принимают непарный график
В ряде случаев достаточно ограничиться определением пропуск-
ной способности при параллельном графике, но чаще расчет выпол-
няют и при непараллельном Для сравнения пропускной способности
при разных условиях организации движения поездов или определе-
ния эффективности методов ее увеличения тип графика варьируют.
Времена хода по перегонам всех категорий поездов (пассажирских,
грузовых, в том числе ускоренных и сборных) определяют тяговы-
ми расчетами и проверяют опытными поездками. Для каждого раз-
дельного пункта устанавливают поправки к времени хода на разгон
и замедление поездов при остановках. Весовые нормы составов при-
нимают такими же, как в графике движения.
Станционные и межпоездные интервалы определяют, учитывая ус-
ловия безопасности движения, средства сигнализации и связи, спо-
собы управления стрелками и сигналами на станциях, скорости сле-
дования по перегонам и раздельным пунктам, принимая такую схе-
му пропуска поездов по перегону и через ограничивающие его
раздельные пункты, которая обеспечивает наименьший период графи-
ка. На однопутных участках период графика — это время занятия
перегона группой поездов, характерной для данного способа органи-
зации движения; на двухпутных при пакетном движении — интер-
вал между поездами в пакете (межпоездной интервал), при непакет-
4
ном — время занятия перегона одним поездом (время хода и станци-
онный интервал попутного-следования). Различия в периодах графи-
ка характеризует коэффициент неидентичности перегонов — отноше-
ние среднего периода графика к максимальному. На однопутных ли-
ниях размещение раздельных пунктов и число приемо-отправочных
путей на них предопределяют возможную пакетность параллельного
графика, а при непараллельном графике как на однопутных, так и
на двухпутных линиях влияют на съем пропускной способности пас-
сажирскими и ускоренными поездами.
К особым условиям организации движения относятся подтал-
кивание и двойная тяга поездов, обслуживание примыканий на пе-
регонах, порядок следования по сплетениям путей, перегонам с од-
нопутными мостами на двухпутных линиях.
2. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ГРАФИК
Однопутные линии
Пропускная способность перегона в парах поездов (поездах) при
параллельном графике выражается соотношением
„=2^, (1-1>
т ।
где То6щ— отрезок времени, за который определяется-пропускная
способность;
Т — время занятия перегона, отнесенное на пару поездов про-
тивоположного направления (поезд одного, как правило,
преимущественного направления).
Для суточного периода, когда Тобщ = 1440 мин,
Величину Т (в мин) в данном случае определяют для разных ти-
пов параллельного графика исходя из его периода Таер и числа по-
ездов, пропускаемых по перегону за этот период, ппер. На перегонах
однопутных линий, оборудованных полуавтоматической блокиров-
кой без путевых постов, при парном непакетном графике (рис. 1)
Т = Упер — t' + t" + Та + ТБ, (1-3)
где t’, f — время хода поездов по перегону соответственно в не-
четном и четном направлениях с учетом или без учета
разгона и замедления в зависимости от порядка следо-
вания через ограничивающие перегон раздельные пунк-
ты, мин;
та, тв — станционные интервалы на ограничивающих перегон
раздельных пунктах, мин.
5
Рис. 1. Период парного непакетного
графика
Пропускная способность пере-
гона составит
1440
п = —--------. (1-4)
+ ^" + тл + тБ
При непарном непакетном гра-
фике время занятия перегона за
период относят на поезд преиму-
щественного направления (с боль-
шими размерами движения). Для этого период графика Тп™ (рис. 2)
делят на число прокладываемых в нем поездов преимущественного
направления. Для случая, изображенного на рис. 2,
гнеп 3/Ч-2(/' + тл+т£) + Га 2 , , 1
Т — —g--------------3-----------1 Н—g- \t + Тл + Тб) 4—g-тп.
3
Численный множитель 2/3 выражает коэффициент непарности
графика Рн — отношение числа поездов в направлении с меньшими
размерами движения к числу поездов в преимущественном направ-
лении, а множитель 1/3 — дополнение этого коэффициента до 1.
В общем случае
т = /" + рн (/' + ТА + тБ) + (1 - ря) тп, (1-5)
где Г — время хода поезда в преимущественном направлении, мин;
f — то же в другом направлении, мин;
тп — интервал попутного следования поездов, мин.
Пропускная способность в преимущественном направлении
„ 1440 ,т с,
Пн =--------------------------, (1-6)
+ тл + ТбИ~^—Рн) Тц
а в обратном .(с меньшими размерами движения)
^=₽И«В. (1-7)
На перегонах, оборудованных автоматической блокировкой (дис-
петчерской централизацией) или другими системами связи, позво-
ляющими осуществлять движение поездов пакетами, применяют
частично или полностью пакетный график. При парном частично па-
Рис. 2. Период непарного непакетного графика
6
Рис. 3. Период парного частично пакетного графика
кетном графике (рис. 3) время занятия перегона, бтнесенное на пару
поездов, равно
Т^Г1-(к-1)^](^ + /" + тл + тв) + -?(К~1) (/' + /"), (1-8)
| К I к
а пропускная способность-перегона
Г (к—1) ап 1, , «п(к —1) ’ ' '
1- 0, + ^" + тл+т£) + --5-- ’ (/' + /")
£ К J К
где к — число поездов, объединяемых в пакет (на рис. 3 к = 2);
Г, Г — межпоездные интервалы в пакетах нечетного и четного на-
правлений;
ап — коэффициент пакетности — отношение числа поездов, сле-
дующих пакетами, к общему их количеству (на рис.З ад=0,5).
При полностью пакетном парном графике (рис. 4) пропускную
способность определяют по формуле (1-9), в которой принимают
ап = 1,0. На рис. 4 период графика ТпеР относится к пропуску По
перегону в обоих направлениях пакетов из трех поездов (к = 3). При
непарном частично пакетном графике период Упер характеризуют ко-
эффициенты пакетности а"п и число поездов, объединяемых в паке-
ты, к" и к' соответственно в преимущественном и обратном направле-
ниях движения, а также коэффициент непарности $н. На рис. 5 пока-
зан период графика, для которого ад = 0,75; «„ = 2/3; к" = 3; к' =
= 2 и Рн = 0,75. В общем случае эти пять величин связаны усло-
Рис. 4. Период парного пакетного графика
7
Рис. 5. Период непарного частично’пакетного графика
вием; суммы разрозненно проложенных на графике поездов й пакетов
в том и другом направлениях равны, из чего следует, что
, » К* 1 / , t К ~— 1 \ Г, IТ 1
1---«П ~ I 1-------аП----I Рн- (1"Ю)
кп \ к )
Коэффициент пакетности непарного графика в обоих направлениях
определяют через коэффициенты пакетности каждого из направлений
и коэффициент непарности по формуле
(I-U)
1—Рн
Имея в виду равенства (1-10) и (I-II), получим выражение для ко-
эффициента пакетности в преимущественном направлении:
ап (1 + ₽и) (1 — т ) +1 —Ри
«п«------------V -1-7-----------. (М2)
2—----------
к' к*
Этот коэффициент, как правило, используют в расчетах про-
пускной способности перегонов при непарном графике. Следует за-
метить, что значения а‘п практически не могут выйти за пределы
к" (к -Рн) к" (1 ~Рн)
*'(«"—1) К»~ 1
(М3)
Левая часть неравенства — максимально возможный коэффици-
ент пакетности в преимущественном направлении движения, когда
в обратном-направлении он равен 1. Правая часть то же, когда коэф-
фициент пакетности в обратном направлении «п = 0. Нарушение
условия правой части неравенства (1-13) означало бы, что в направле-
нии с меньшими размерами движения коэффициент пакетности отри-
цателен, а это лишено физического смысла.
При непарном частично пакетном графике на каждый поезд в пре-
имущественном направлении можно отнести:
время, связанное .£ переменой направления движения,
(1—а’)(/'+*" +тл + ть);
к к* /
8
интервалы в пакетах в преимущественном направлении
К"
и в обратном направлении
о , к'—1 ,,
Рн I •
к
Имея в виду формулу (1-10), последнее выражение можно заме-
нить а„-------h Ра — 1 /. Тогда общее время занятия перегона,
\ к" )
отнесенное на один поезд преимущественного направления, составит
Т = /1 (г + /" + тл + т£) + (/' + /")—(1 -Рн)/'•
\ /ъ / к
(1-И)
Соответственно пропускная способность в этом направлении
_________________________________________________________________________________________________
'^нчп — —_•
- (1-а" (f +*"+^+^)+«n^— ('' +П-0 -Рн) I’
(1-15)
В обратном направлении пропускную способность определяют по
формуле (1-7), в которую вместо п' и п" подставляют соответственно
«нчп И Пнчп- В распространенном для парного графика частном слу-
чае при к" = к' = 2 формула (1-9) принимает вид
чп (1-0,5«п)(^+/» + тл+т£) + 0,5ап(Г+Л *
Если при непарном частично пакетном графике в пакеты включают
не более чем два поезда как в преимущественном, так и в обратном
направлениях, то формулы (1-12), (1-13) и (1-15) можно представить
так:
«п = 0,5 ап (1 + рн) + 1-рн; (1-17)
1 > «п > 2 (1-PJ; (1-18)
«нчп =- --------------------—----------------------. (1-19)
(1-0,5а')(Г+/"+тл+тБ)+0,5а;(Г+Г)-(1-₽н)/'
Однако чтобы получить наибольшую пропускную способность
в преимущественном направлении и сохранить ее на достаточно вы-
соком уровне в обратном, применяют также график с числом поездов
9
Рис 6 Период пакетного графика- на перегоне с путевым по-
стом
в пакете л" = 3 и к' ~ 2. Для такого случая расчетные формулы
имеют вид:
«п=~«п (1+ ₽н)+~ (I ~₽н); (1-20)
1> -J-(2-рн)(1-рв); (1-21)
4 2
„ 1440
Пячп _ _ . .
( 1— "7" ап ) -Н” + Тл + Т£) + ~S"an (^' + О —0 ~Рн) Iх
(Ь22)
На однопутных участках с полуавтоматической блокировкой при
наличии на перегоне путевых постов пропускную способность при пар-
ном графике определяют по формуле (1-16), а при непарном — по
(1-19) или (1-22), в которые подставляют значения (рис. 6):
Г'=Д4-тп и 1' = 1я-Нп,
где /н> &—наибольшие времена хода поездов между станцией и по-
стом (с учетом разгона и замедления) соответственно в пре-
имущественном и обратном направлениях, мин.
Возможный наибольший коэффициент пакетности графика на пе-
регоне (общий в обоих направлениях) зависит от путевого развития
раздельных пунктов. Для парного графика, а иногда и для непарно-
го (на участках с полуавтоматической блокировкой и путевыми по-
стами на перегонах) этот коэффициент определяют при условии, что
количество поездов в пакетах в любом из направлений движения не
превышает двух [31. В этом случае
2 , 1~Рн
г, —9дв+2____sPazil-
2§н 1
где Сдв — число расположенных подряд двухпутных (включая глав-
ный путь) раздельных пунктов, ограничивающих перегон,
и смежных с ними.
Вместе с тем при непарном графике пропускная способность пере-
гона при этом условии повышается в преимущественном направлении
часто в меньшей степени, чем снижается в обратном, что приводит
к потерям общей (в том и другом направлениях) пропускной способ-
ности. Чтобы определить наибольший возможный коэффициент пакет-
ности графика, когда непарность движения создается за счет пропус-
ка в преимущественном направлении до трех поездов в пакете, рас-
смотрим: перегон, который ограничивают станции, имеющие не менее
трех путей (включая главный) для скрещений поездов (рис. 7, а); пе-
регон, ограниченный с одной стороны станцией с тремя, а с другой
с двумя путями (рис. 7, б); перегоны, ограниченные станциями с дву-
мя путями, причем смежные станции (выше А и ниже Б) имеют по три
пути (рис. 7, в), одна (выше Л) — два пути, а другая — три (рис. 7, г)
и обе смежные станции—по два пути (рис. 7,6). Период парного гра-
фика при к"=к'—2 и различном путевом развитии раздельных пунк-
тов обозначен через 7\, а дополнительная часть его, в которую про-
ходят четыре поезда (пакет из трех поездов в преимущественном на-
правлении и один поезд в обратном), создающая непарность, — че-
рез 7\. Обозначив «пет) — число непарных периодов Тг, приходящих-
ся на один парный период получим (см. рис. 7, а):
См = 0; 6Н= 2±^пе₽_; а _.4+j^eP .
2 -р Згсцер 4 4гспер
Рис. 7. Схемы непарного графика при частично пакетном движе-
нии и разном путевом развитии раздельных пунктов
И
Аналогично (см. рис. 7, б, в, г, д):
_з± кпер . г. 4 4- З/Сдер ,
дв ’ Рн 3+3кпер ’ п 6+4/сПеР’
С =2’ В — 44~кпер . а _ 44~3кпер
д н 44-Зклер п 8+4/Спер
С о. й 54-КцеР . „ 4 + ЗКцер .
°дв — °> Рн-------’ “п — .
54-Згсцер 104-4/спер
р __ д . о 6+ Кцер . „ 4-|-Зкдер
ДВ ’ Рн 64-Зкпер’ п 124-4/Спер'
Сопоставляя эти выражения, видим, что увеличение положитель-
ных значений кпер приводит к уменьшению коэффициента непарно-
сти рн, причем при достаточно большом «пер он стремится к 1/3; ве-
личина ап при этом, если Сдв = 0 и 1, уменьшается, если Сдв 2,
увеличивается, но во всех случаях она стремится к 0,75. Нетрудно
заметить, что в уравнениях рн = / (/спер) свободный член в числите-
ле и знаменателе равен Сдв4-2, а в уравнениях ап=/ (кпер) 3 знаме-
нателе—2 (Сдв 4-2). Это позволяет вместо приведенных выше напи-
сать общие уравнения:
^Дв4~2~|-Кпер . qj 4 -р ЗкДер___
Сдв4~24~3кпер п 2(СЯв4-2)4-4кПер
(1-24)
Из них видно, что при кпер = 0 имеет место Парный график, при
котором рн — 1, а коэффициент пакетности выражается формулой
а ----------(Ь25)
п сдв4-2 v
Для получения общей зависимости ап = f (Сдв, рн) решим совмест-
но уравнения (1-24), исключив величину «пев:
__2 , } . 1-Рн
_ Сдв4- 2 ’ Зря—1
(Xlj-J. -- ' “ ~ - -in
1+2_kzfe_
3₽н-1
(1-26)
Последняя формула выражает зависимость максимально возмож-
ного коэффициента пакетности графика ап от коэффициента непарно-
сти ря и путевого развития раздельных пунктов (рис. 8). Для прак-
тических расчетов принимают значения* ап (табл. 1), полученные при
условии пропуска в пакетах в преимущественном и обратном направ-
лениях не более двух поездов [см. формулу (1-23)]. Они несколько
меньше теоретических, что объясняется трудностью построения графи-
ка движения без значительных простоев поездов на станциях, раз-
граничивающих смежные перегоны. В табл. 1 коэффициент пакетнос-
ти в преимущественном направлении ал связан с общим (в обоих на-
правлениях) выражением (1-17). Целесообразно для повышения эф-
фективности непарного графика — увеличения пропускной способ-
ности перегонов — использовать значения а„ исходя из формулы
(1-26) и рис. 8 (табл. 2).
12
Максимально возможный коэффициент пакетности
графика на перегоне при к"=к.'—2
Таблица 1
Число приемо-отправочных путей (включая главный)» на раздельных пунктах, оргяничивающих перегон (Хп при парном графике aQ в преимущественном направлении при
₽н=0,9 ₽н=0,8 ₽н=0'7 со о II ес? Ю О со.
На обоих пунктах по четыре 1,0 1 ,0 1,0 1,0 1,0 1,0
На обоих пунктах по три или 0,7 0,7 0,75 0,8 у 0,85 0,9
на одном три, а на другом че- тыре На одном пункте три, на дру- 0,5 0,6 0,7 0,75 0,8 0,9
гом два На обоих пунктах по два, а на смежных с ними: по три 0,4 0,6 0,7 0,8 0,75 0,9
на одном три, на другом два 0,3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
на обоих по два 0,2 0,4 0,6 0,7 0,8 0,9
Таблица 2
Максимально возможный коэффициент пакетности непарного
графика на перегоне при к"=3; гс'=2
Число приемо-отправочных путей (включая главный) на раздельных пунктах, органичивающих перегон ап в преимущественном направлении при коэффициенте непарности
₽а=0,9 |Зн=0,8 ₽н=0,7 ₽н=0,6 Зн=°>5
На обоих пунктах по четыре 0,8 0,85 0,9 0,9 0,95
На обоих пунктах по три или на одном три, а на другом че- тыре 0,75 0,8 0,85 0,85 0,9
На одном пункте три, на дру- гом два На обоих пунктах по два, а на смежных с ними: 0,55 0,6 0,7 0,75 0,8
по три - 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
на одном три, на другом два 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75
на обоих по два 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
13
Рис. 8. Зависимость максимальной пакетности непарного графика
(при к"^3; к'^2) от величин:
а — Ри и Сдв; б —Сдв при Рк=1
Рис. 9. Номограмма для определения пропускной способности пере-
гона:
Z— Гпер—48 мин; /'=/"=6 мин; II — 7пер=48 мин; Ir=Ir'=§ мин, III — Тпер*®*
= 42 мнн, Z'«=J" = 6 мин; IV — Тпер = 42 мни, /'=/"=8 мин, V — /пер—36 мин;
!' = !"=§ мин; VI — /пер=36 мин, Г^1"= 8 мни
Рис. 10. Номограмма для определения пропускной способности перегона:
/ —Тпер=48 мин, 1'^1"=$ мин; II — Тпер=48 мин, 1'=Г'=3 мин, III — Тпер = 42 мин,
/' = /"=6 мии, /V—Тпер= 42 мин; I' = 1"=3 мин; V — Тиер^Зб мин, Г=1"=^ мин,
VI—7'пер=36 мин, 1Гаа1"=3 мин
Определить пропускную способность перегона при частично па-
кетном графике при отправлении в пакетах в обоих направлениях не
более двух поездов позволяет рис. 9, трех поездов в преимуществен-
ном и двух в обратном направлении — рис. 10. По величине коэффи-
циента непарности рн (точка а) и возможного общего (в обоих направ-
лениях) коэффициента пакетности ап на рис. 9, где А АВС ограничи-
вает сферу возможных значений величин 0Н, ап и а£ согласно условию
(1-17) и неравенству (1-18), найдем коэффициент пакетности в преи-
мущественном направлении ап. В данном случае он не может быть
менее 0,5, причем при той или иной непарности графика средний ко-
эффициент пакетности в обоих направлениях находится в опреде-
ленных пределах. Например, если рн = 0,6, то 0,5 ап 0,75, если
₽н = 0,9, то ОД < ап < 0,95.
Определив значение а„, в левой части рис. 9 в Зависимости от ха-
рактеристики перегона (/ — VI) находим вертикальную линию, прохо -
15
пятую через сетку линий «нЧП. В, правой нижней части в зависимос-
ти от величины 0Н и характеристики перегона находим горизонталь-
ную линию, пересекающую левый нижний квадрант. Точка пересече-
ния вертикальной и горизонтальной линии в лежит на наклонной ли-
лии Личп> соответствующей пропускной способности данного перегона.
Стрелками показано, что при 0Н — 0,75; ап = 0,5; а,п == 0,68 про-
пускная способность перегона в варианте 1I (Твер — f + t” + тл +
+ тб — 48 мин; Г — Г — 8 мин) в преимущественном направлении
составит 41 поезд; в обратном направлении [см, формулу (1-7)]—-31
поезд. Определение пропускной способности на рис. 10 при непар-
ном графике, когда к" — 3, к — 2, аналогично Следует лишь за-
метить, что реальные значения величин ап и а„ согласно условиям
(1-20) и (1-11) ограничивает четырехугольник АВСД. Стрелками по-
казано, что при 0И — 0,75; ап — 0,5, а„ ~ 0,59 пропускная способ-
ность перегона в варианте II в преимущественном направлении 43,
а в обратном 32 поезда. Заметим, что при парном графике (0Н =
— 1,0) пропускная способность перегона составляет 36 (см. рис. 9) И
37 (см. рис. 10) пар поездов.
Однопутно-двухпутные
(с вставками для безостановочных скрещений поездов)
и двухпутные линии
На однопутных перегонах с двухпутными вставками пропускная
способность зависит от положения оси безостановочного скрещения
I, II, III (рис. 11), т. е. от длины вставки, а также от устройств СЦБ.
Крайние положения ее I и III определяет величина минимального
интервала т<£1п на расчетной оси, проходящей через середину поезда,
прибывшего с однопутного перегона на двухпутную вставку, сразу
после освобождения им стрелочного перевода или горловины. Вели-
чину Тбс” устанавливают в соответствии с действующей инструкцией
по определению станционных и межпоездных интервалов. Чем длиннее
двухпутная вставка и совершеннее устройства СЦБ, тем больше воз-
можности, составляя график движения, изменять положение оси без-
Рис 11 Схемы безостановочного скрещения поездов
16
остановочного скрещения, а зна-
чит, и лучше использовать про-
пускную способность перегона.
На коротких вставках (разъездах
продольного типа), а также если
устройства СЦБ сравнительно не-
совершенны (например, полуавто-
матическая блокировка), положе-
ние этой оси часто бывает единст-
венным, а интервалы тбс минималь-
ны при нормальной или даже по-
ниженной" скорости движения поез-
дов. Если при безостановочных
скрещениях требуется снижение
скорости, то это, естественно, ска-
зывается на пропускной способно-
сти перегона. Время занятия пере-
гона, отнесенное на пару поездов,
Рис. 12. Схема безостановочного скре-
щения поездов на двух вставках
определяют исходя из двух воз-
можных схем графика при безостановочных скрещениях:
на обоих концах перегона (рис. 12)
Т— t' ~F t" — tapp ~Ь /одн 2тбс; (1-27)
на одном конце перегона (рис. 13)
Т ~t' -\-t" + Tfi = /одн + /одн + тбс + Тд, (1-28)
где t' и f — время хода нечетного и четного поездов между осями
скрещения;
4да, Йдн — то же между расчетными осями по однопутной части
перегона;
тбс, Т£ — интервалы безостановочного и остановочного скреще-
ния поездов.
В ряде случаев безостановочные скрещения можно организовать
на обоих концах длинной двухпутной вставки (рис. 14), которая ра-
ботает как самостоятельный перегон. При этом
T = t' -Yt" — /дв + ^дв — 2тдс, (1'29) -
где t'№ и /да — время хода нечетного и четного поездов между рас-
четными осями ,по двухпутной вставке.
Потери времени из-за снижения скорости, если они есть, учиты-
вают во временах хода поездов. Если положение оси безостановоч-
ного скрещения можно изменять (как правило, на достаточно длин-
ной двухпутной вставке), его выбирают так, чтобы обеспечить наи-
большую пропускную способность перегона. При- безостановочных
скрещениях на всем участке в расчетах пропускной способности од-
нопутно.-л^удутдр^ лррргпмпв.ву йпиям Тбс приНИМЭЮТ рЭВНЫМИ ПО-
17
Рис. 13. Схема безостановочного с од-
ной стороны перегона и остановоч-
ного скрещения с другой
Рис. 14. Схема безостановочных скре-
щений поездов на концах одной двух-
путной вставки
лусумме времени хода пары поездов по двухпутным частям перего-
нов (двухпутным вставкам). Если же в этом случае перегоны полу-
чаются неидентичными (с разной пропускной способностью), рассмат-
ривают возможность сдвижки осей безостановЪчного скрещения. Про-
пускную способность перегона пбс определяют по формуле (1-2), под-
ставляя соответствующие значения величины Т. Например, при
Г =/' + /" + 2тбс = 30 мин «бс = 48 пар поездов.
* На двухпутных линиях время занятия перегона относится на
один поезд в каждом направлении движения. Соответственно по на-
правлениям движения определяют и пропускную способность перего-
на. При автоматической блокировке (диспетчерской централизации)
Т — Aw — (рис. 15, а) и
где I — расчетный межпоездной интервал, мин.
Рис. 15. Период графика на двухпутных перегонах:
а — автоблокировка; б — пплууд,
18
При полуавтоматической блокировке (телефонных и телеграфных
средствах связи) Т = Tnev = t+in (рис. 15, 6)
1440
п—-------
/-(-Tn
где t — время хода поезда данного направления (нечетного, четного)
по максимальному межпостовому или межстанционному пе-
регону, мин;
тп — станционный интервал попутного следования, мин.
Особые случаи расчета (подталкивание, двойная тяга, примыкания
и сплетения путей на перегоне)
В зависимости от протяженности участка, на котором применяет-
ся двойная тяга или подталкивание поездов, профиля пути, путевого
развития станций, размеров движения и других условий работы ли-
нии можно применять различные варианты организации движения.
В расчетах же пропускной способности перегонов следует учитывать
такую систему, которая обеспечивает наименьшее время занятия
ограничивающего перегона, приходящееся на пару поездов или по-
езд данного направления движения. На любом перегоне однопутного
участка наиболее часто встречаются следующие случаи организации
движения:
подталкивающий локомотив следует с поездом до определенного
места и возвращается обратно на станцию. При этом если tm +
(рис. 16, а), то
Т = ТПер ~ I' + _r тл + Тд + /цер, (1’32)
где /иер — время сверх интервала, необходимое для постановки под-
талкивающего локомотива в хвост поезда. Если локомо-
тив по технологическому процессу ставится в хвост по-
езда за время, равное или меньшее интервала, или следует
с поездом с предыдущего перегона через станцию, /пер = 0;
подталкивающий локомотив возвращается с перегона на станцию
и время нахождения его на перегоне /А + /А>/' (рис. 16,6) и
У = тIiep = I'm + t'm + /"ф-Тп + Тд ф- /пер. (1-33)
Величина /пер, так же как и в предыдущем случае, может быть
равна нулю;
подталкивающий локомотив следует с поездом на весь перегон и
возвращаете я на станцию с поездом обратного направления (рис. 16, а):
Т = Тпер = t' + t" ф- Тд ф Тб Ф /пер + /пер, (1'34)
где /дер, /лер — время на перестановку подталкивающего локо-
мотива от поезда одного направления к поезду
другого направления на станциях А и Б сверх
станционного интервала.
19
Время /пер и /пер зависит от местонахождения подталкивающего
локомотива (в голове или хвосте), способа его постановки в поезд (на
ходу или во время стоянки) и других условий, связанных с техничес-
кой характеристикой станций и технологией их работы. В частном слу-
чае одна из этих величин или обе могут быть равны нулю.
На двухпутных линиях подталкивание поездов влияет на время
занятия перегона следующим образом:
если t'm + (рис. 17, а), то Т = Тпер = / + т„; (1-35)
когда t'm + t'm >t (рис. 17, б), ТО Т = Тпер = tm + t'm + ТЛ; (1-36)
при движении подталкивающего локомотива с поездом на весь
перегон при автоблокировке (рис. 17, в)
Т — Тпср Г,
(1-37)
при возвращении подталкивающего локомотива на станцию на-
чала подталкивания за поездами через интервал Im по автоблоки-
ровке (рис. 17, г)
Т = Тпер = Im + 1п, (1-38)
где 1п — интервал между возвращающимся локомотивом и поездом,
мин;
при возвращении подталкивающих локомотивов сплотками по три
за поездом через интервал Im по автоблокировке (рис. 17, д)
*)
Рис. 16. Период графика при
подталкивании и днойной тя-
ге поездов на однопутных
перегонах
20
Рис. 17. Период графика при подталкивании и двойной тяге поездов на
двухпутных перегонах
Локомотивы можно отправлять и сплотками по два, четыре
и т. д. (пл). В общем случае
Т = (rtjI—1) Лп~|- /п (1-40)
Ид
Встречаются и другие варианты организации движения при под-
талкивании поездов, в которых время занятия перегона Т определяю-
аналогично. При двойной тяге время Т находят так же, как и при под-
талкивании, — как правило, в соответствии со схемами, приведенны-
ми на рис. 16, в и 17, в, г, д. Пропускную способность перегона при
подталкивании и двойной тяге поездов определяют по формуле (1-2)
с подстановкой соответствующих значений величины Т.
Пропускную способность ответвления подъездного пути к пред-
приятию, карьеру, складу и др. в парах поездов (в поездах преиму-
щественного направления при непарном графике), следующих по
всему перегону, определяют по формуле
п=-1440~Тир , (HQ
где Т — время занятия перегона, отнесенное на пару поездов. или
поезд преимущественного направления, без учета работы
примыкания, мин;
Тпр — суммарное время занятия перегона в течение суток подача-
ми вагонов на примыкание и возвращением их на станцию,
мин.
21
Таблица 3
Показатели, характеризующие перегон с разветвлением от блокпоста
Показатель Перегоны и блок-участки Станции4 и блокпост
Л-£ А—В А~П П-Б п-в л Б В И
Например, в соответствии с рис. 18:
Т — t' + f 4- та + т£; Тпр = кп (^пр + ^пр),
где кп — количество подач на примыкание за сутки;
tap, tnp — время занятия перегона одной подачей и уборкой ваго-
нов с примыкания, мин.
Пропускную способность перегонов, на которых от поста без пу-
тевого развития линия разветвляется на разные станции двух на-
правлений или в разные парки одной станции, определяют по следу-
ющей методике. Сначала на станции А (рис. 19, а) находят минималь-
ные интервалы между поездами любого направления при всех возмож-
ных их сочетаниях. Индексы интервалов т показывают: нижний —
направление первого, верхний — второго поезда. Если принять по-
казатели, приведенные в табл. 3, то на станции Д интервал между дву-
мя поездами направления А—Б составит (рис. 19,6) таб = ths +
+ тп = 15 + 3 = 18 мин. В данном случае он определяется суммой
наибольшего времени хода по межпостовому перегону (ths = 15 мин >
>^лп = Ю мин) и интервала попутного следования на посту. Для по-
Рис. 18. График движения по перегону с ответвлением подъездного пути
22
Рис. 19. График движения поездов по перегону с разветвлением линии
ездов направлений А—Б л А—В интервал на станции А определяют
аналогично (рис. 19, в), но так как после поста П поезда расходятся
в разные направления, он составит хаб = йп + тп = 10 + 3 =
= 13 мин.
Интервал на станции А между поездами А—В и В—А (рис. 19, г)
хав = 1'ав + тст + ^"ва = 30 + 4 + 30 = 64 мин. Если первый поезд
на станцию А прибывает с любого направления, например, со стан-
ции Б, и отправляется затем также в любом направлении, например
на В (рис. 19, д}, интервал между ними равен станционному интервалу
скрещения на станции А Т£д=тст=4 мин. Интервал между поездом,
отправленным со станции А в одном направлении, например на В, и
прибывшим с другого направления (из 5), составит (рис. 19, е)
хав = ?ап + тбс + tnA = Ю + 4 + 12 = 26 мин. Остальные интер-
валы определяют аналогично.
В табл. 4 вносят величины интервалов (в мин) и доли а сочетаний
поездов разных направлений, полученные из действующего графика
движения или заданные. Можно эти доли определить и модели-
рованием случайного процесса последовательного появления поез-
дов разных направлений (вероятностного графика движения на пере-
гоне). Величины Sa в строках и столбцах табл. 4 характеризуют
удельный вес поездов различных направлений в общем поездопотоке.
Сумма произведений интервалов на доли соответствующих сочетаний
Хта показывает степень влияния поездов различных направлений на
среднее время занятия перегона, приходящееся на один поезд, вели-
23
Таблица 4
Распределение интервалов между поездами на станции А
Направление первого поезда Направление второго поезда See 2та
А—Б Б—А А-В В—А
т а т а Т а т а
А—Б ' 18 0,05 57 . 0,09 13 0,06 26 0,06 0,26 8,37
Б—А 4 0,06 19 0,10 4 0,06 15 0,08 0,30 3,58
А—В 13 0,07 26 0,06 24 0,03 64 0,04 0,20 5,72
В-—А 4 0,08 15 0,05 4 0,05 21 0,06 0,24 2,53
Итого — 0,26 —• 0,30 —- 0,20 — 0,24 1,00 20,20
(1-42)
чина которого — итоговое значение Т — 2 та. Определив пропуск-
ную способность перегона п через величину Т по формуле (1-2), ее рас-
пределяют по направлениям:
= Пдв = #2адв;
Пба — п2аБА; пва ~ п^авл,
где 2а — удельный вес поездов' различных направлений в предпо-
следнем столбце табл. 4.
В примере, для которого составлена табл. 4, п = 71 поезд;
Паб — 19 поездов; пав = 14 поездов; пба = 21 поезд; Пва — 17 поез-
дов.
Пропускная способность двухпутного перегона со сплетением пу-
тей или однопутным мостовым переходом зависит от порядка движе-
ния поездов.
При благоприятном профиле и плане подходов к сплетению (одно-
путному месту), исключающих опасность проезда закрытого сигнала
прикрытия и обеспечивающих трогание поезда с места в случае его
остановки, движение может быть организовано так, как изображено
на рис. 20, а. Поезд с любой из станций, ограничивающих перегон,
можно отправить в сторону сплетения (однопутного моста) до осво-
бождения его встречным поездом. На двухпутных вставках между
станциями и сплетением (однопутным мостом) осуществляются без-
остановочные скрещения с минимальными интервалами тбс, которые
определяют согласно действующей инструкции в зависимости от
устройств СЦБ. Пропускную способность рассчитывают так же, как
и на однопутном перегоне с двухпутными вставками, по формуле
(1-2) с подстановкой в знаменатель ее величины Т, найденной из
выражения (1-27). Если же участок оборудован автоблокировкой
(диспетчерской централизацией) и на перегоне можно организовать
пакетное движение так, как показано на рис. 20,6, пропускную
способность определяют по формулам-.
24
нечетное направление (А—Б)
1440к'
”см f 4-7"-,-Г («' —1)+ /" (»"—1) ’
(1-43)
четное направление (Б—А)
1440к"
flcM -- 1 1
(1-44)
в частном случае при Г = Г = /; к' = к" = к в обоих направлениях
1440«
И --- —----------------
см /'+/" + 2/(к — 1) ’
(1-45)
где к', к", к—число поездов в пакетах нечетного, четного и обоих на-
правлений движения;
Г, Г, 1 — соответствующие интервалы между поездами в пакетах;
t', t” — времена хода нечетного и четного поездов между осями
безостановочного скрещения.
Число поездов в пакетах определяют условия их организации на
станциях и путевое развитие последних, а интервалы между поезда-
ми — размещение светофоров на перегоне. При ~ неблагоприятных
профиле и плане пути или несовершенных устройствах СЦБ, когда
со станций, ограничивающих перегон, нельзя отправлять поезда
в сторону /Сплетения путей (однопутного моста) до освобождения его
встречным поездом, пропускную способность рассчитывают по форму-
лам (1-2) в соответствии со схемами, приведенными на рис. 21, а, при
непакетном графике или по (1-43) — (I—45) при пакетном графике
(рис. 21, б). Однако интервал тбс при этом должен, с одной стороны,
отвечать требованиям инструкции по расчету станционных и межпо-
ездных интервалов, а с другой, — условию
тбс > тпо + tiB, (1-46)
где тл0 — интервал с момента освобождения поездом места сплете-
* ния путей' (однопутного моста) до отправления со станции
встречного поезда;
— время хода поезда от станции до расчетной оси, предшест-
вующей выходу на сплетение (однопутный мост).
Поэтому из условия (1-46) ось безостановочного скрещения
сдвигается в сторону ограничивающих перегон станций. Если про-
филь и план неблагоприятны лишь с одной стороны сплетения путей
(однопутного моста), применяют те же расчетные формулы, но усло-
вие (1-46) должно быть выполнено только для одного подхода. Когда
сплетение путей (однопутный мост) начинается сразу после выхода
со станции, т. е. двухпутной вставки нет, пропускную способность
перегона определяют по формулам (рис. 22):
нечетное направление
/ 1440лс /г 1 *т\
п -- (1-47)
/' + /"+/' («'_!) + /" («"-1)+тс
25
Рис. 20. График движения на перегоне со сплете-
нием путей и однопутцым мостовым переходом при
Тбс ~ min.
Рис 21. График движения на перегоне со сплетением
путей или однопутным мостовым переходом при
Рис. 22. График движения на перегоне со сплетением
путей или однопутным мостом, примыкающим к одной
из станций
четное- направление
,, 1440/с" /Т Л 04
Нем — -----—— > (1-48)
V +<" + ?' (к'-1)+Г (к"-1) + т0’ V ’
оба направления при к' — к" = к; Г — Г' = I
1440/С «Г.4
псм = ~. (1-49)
см Z'+/" + 2/(k—1)+т0 v !
где тс — интервал скрещения поездов на станции Л;
f, f — время хода нечетного и четного поездов между осью стан-
ции А и осью безостановочного скрещения на двухпутной
вставке, примыкающей к станции Б.
В данном случае т5с — min, когда со станции Б можно отправить
поезд на двухпутную вставку до освобождения встречным поездом
сплетения путей (однопутного моста). Если же это запрещено, интер-
вал тбс должен удовлетворять условию (1-46).
При непакетном движении пропускная способность перегона
«см =
1440
-Н" + т0
(1-50)
Когда двухпутных вставок между станциями и сплетением пу-
тей (однопутным мостом) нет, пропускную способность перегона оп-
ределяют так же, как для однопутных линий. В других случаях, ко-
торые могут встречаться в практике, величину Т и соответствующую-
ей пропускную способность следует определять аналогично исходя
из схемы движения поездов по перегону.
27
Результативная пропускная способность участка
Данные расчетов, выполненных для каждого перегона, сведены
в табл. 5.
Таблица 5
Расчет пропускной способности перегонов
Перегон в по- рядке следования по нечетному направлению Длина, км Время хода поездов, мин Станционные интервалы, мни Время на разгон и замедление, мин Период непакет- ного графика, ' мнн Интервалы в пакетах по направлению, мин Коэффициент пакетности Пропускная способность 1 1 1
нечет- ных - чет- ных тб нечет- ному четно- му
Участок А—Б-, локомотив ВЛ8; Q= =5200 т ; т=50 вагонов
А—а 12 25 23 5 3 2 58 — 1— 24,5
а—б 15 30 28 4 3 2 67 10 8 0,5 26,0
б—в 20 28 32 — — — — 8 8 — 180 '180
н—Б | 13 | 22 | 20 | 4 | 2 | 2 | 50 | — | — | — | 28,8
В последней графе ее указана пропускная сйособность в парах по-
ездов или в поездах, в последнем случае числитель дроби — в нечет-
ном направлении, знаменатель — в четном. Перегон с наименьшей
пропускной способностью (ограничивающий) определяет результа-
тивную пропускную способность участка при параллельном графике.
3. НЕПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ГРАФИК
Внутрисуточная неравномерность пассажирского движения
На непараллельном графике прокладывают поезда разных.катего-
рий (пассажирские, ускоренные, грузовые, сборные и др.) отличаю-
щиеся от грузовых установленного веса скоростью следования. Каж-
дый из них снимает часть пропускной способности участка. Этот съем
в общем случае может быть как больше, так и меньше единицы. Что-
бы определить пропускную способность, необходимо найти коэффи-
циенты съема с учетом неидентичности перегонов, соотношения ско-
ростей движения поездов разных категорий, путевого развития стан-
ций и др. Существенно влияет на использование пропускной способ-
ности линий пассажирское движение, которое в отличие от грузового
связано фиксированными расписаниями поездов, т. е. для ряда кате-
горий поездов нет возможности свободно перемещать нитки следова-
ния по полю графика. Кроме того, на каждом участке расположение
пассажирских поездов на графике неравномерно. На начальных стан-
циях отправление их сгущается в вечерние часы, прибытие же на ко-
нечные станции в большинстве случаев предусматривается утром. На
28
транзитном участке внутрисуточная неравномерность движения оп-
ределяется многими условиями, в числе которых расстояние до на-
чальных и коненных станций, число поездов каждой категории (ско-
рых, пассажирских), их назначения, скорости и др. Учесть все это
до построения графика движения можно лишь методами математи-
ческой статистики и теории вероятностей. Поскольку внутрисуточ-
ная неравномерность пассажирского движения в ряде случаев значи-
тельно влияет на коэффициент съема, целесообразно установить не-
которые количественные характеристики ее.
Количественные характеристики внутрисуточной неравномерно-
сти пассажирского движения уточнены анализом графиков движения
поездов более чем на 100 тыс. км железных дорог и представлены
в удобном для расчетов пропускйой способности участков виде. Ана-
лиз показал, что неравномерность прокладки на графике пассажир-
ских поездов по группам участков с разными размерами движения и
на совокупности их одинакова.
На двухпутных участках наибольшее количество фактических ин-
тервалов между пассажирскими поездами (ступенчатый график на
рис. 23) 7фС равно 0,3—0,7 7?р—среднего интервала за сутки; число
интервалов величиной менее 0,3 7"р резко падает, величиной более 0,7
7”р распределено по сравнительно медлен но'убывающей кривой, прак-
уПС
тически сливающейся с осью абсцисс при -~^ = 3. Теоретическая кри-
7Ср
вая (штриховая линия) достаточно хорошо согласуется с фактическим
распределением интервалов. Эту кривую описывает уравнение
/ПС „с
пинт = 11 500 —'ср, (1-51)
7ср
где е — основание натуральных логарифмов.
Плотность распределения вероятностей появления на графике
движения различных интервалов между пассажирскими поездами
можно аппроксимировать законом Пирсона:
<р (х) — Сг ха~1 е~$х. (1-52)
Коэффициент С± выбирается из условия, что
^'<р (х) dx=l. (1-53)
о
Для выполнения этого условия необходимо, чтобы
Сг=— ----------------• (1-54)
J х06-1 е~х dx
о
29
Рис. 23. Распределение отношения фактического интер-
вала между пассажирскими поездами к среднему
уПС •
В данном случае аргумент х — это отношение , а = 2, 0 =
^ср
= 2,2 [см. выражение (1-51)1. Согласно таблице гамма-функций
«О
при а = 2 f е~х dx = 1. Следовательно, Сг — 2,2® = 4,84.
о
Таким образом, плотность распределения значений интервалов между
пассажирскими поездами характеризуется формулой
/ /ПС 1 'ф <р —2- 1 [ПС \ ср г. Вероятность того, что - равна — 22 —-— \ /ПС ТТЛ -1=4,84—-с 'ср. (1-55) | /ПС J Jcp ПС не выйдет за заданные пределы а—Ь, ср
* /пс ~2'2 pa_b = 4,84V 1 /ПС а ср ИЛИ ,,-2,26 Ро_ь = 4.84 ‘ (-2,26-1)- После преобразований получим 2,2а+1 Ра-Ъ— g2,2a 'ф ПС / гПС \ 'ср d ЛФ_ ) _ 1 /ПС 1 \ ср / р-2,2п Т (—2,2а —1) ( 2,2)2 4 2,26 + 1 й2,2&
30
Определим, например, вероятность того, что фактические интер-
валы между пассажирскими поездами 7фС на графике движения на-
ходятся в пределах 0,3 7"р /фС 3/"р:
2,2 0,3+1
Ро,3-3,о — „ „ п ,
2.71832,2'0,3
2’2.:3-+1— = о,8&.
2.71832’2'3
Аналогично можно показать, что интервалы менее 0,3 7"р имеют
вероятность 14%, а более 37"р— лишь 1%. Математическое ожида-
ние для группы интервалов, изменяющихся в пределах
6/ср, находят по формуле
±+_ = _I_ С _£ф_ <р/_1Ф_ 1 d Ш.
'£ Р-Ь J '2р ) к 'ср )
гПС
от а1Ср до
(1-57)
//пс\
Подставив в формулу (1-57) выражение для <р[ 1 из
\ср/
1-55), получим
выражения
га~Ь
1 пс
/пс
1 ср
;пс
. —92 Ф / /ПС
4,84 И У ’ /™
------\ —— е ср а I /пс
Ра-Ь Л 7™ J k ср
а \ Ч> /
(1-58)
После интегрирования и преобразований формула (1-58) примет
ВИД
'пГ* 1 /2,2аа+2аа+0,91 2,2М4-2Ь-+0,91 X
7™ ~ Ра~ь к «2’2я ’ е2,26 ]'
ср '
Пользуясь ею, можно показать, что среднее значение для груп-
пы интервалов в пределах 0,3 7"р — 3 7"р
группы интервалов размером менее 0,3 7ср
размером более 37ср — 3,43 /“₽• Следует, конечно, иметь
/ПС
формула (1-59) дает среднее значение при 0 < -^<0,3,
'ср
уПС
3 < < оо с определенным приближением, так как
'ср
составляет 0,995 /"р, для
— 0,2 /ср и для группы
в виду, что
а также при
фактически
интервалы не могут быть менее расчетного, определяемого средст-
вами связи при движении поездов (как правило, для дальних пас-
сажирских поездов 5—8 мин При автоблокировке), и более суточного
периода (24 ч).
В схеме расположения пассажирских поездов на участке (рис. 2?)
так называемые большие интервалы характерны тем, что в их преде-
лах находятся зоны безобгонного ЗБО и обгонного 30 движения гру-
зовых поездов. Малые интервалы составляют зоны ЗМИ, в которых
31
грузовые поезда можно пропускать только с обгоном пассажирскими.
Далее будет показано, что в практических расчетах пропускной спо-
собности необходимо учитывать вероятное количество интервалов на
графике и среднюю их величину. В связи с этим рассмотрим два прак-
тически важных случая оценки неравномерности пассажирского дви-
жения. В первом случае необходимо знать вероятную долю ма-
лых интервалов, которые не позволяют пропустить по двухпутному
участку (от одной участковой станции до другой) грузовой поезд без
обгона его пассажирским. Для нахождения искомых величин можно
воспользоваться формулами (1-56) и (1-59), положив
а _ а. ь _ ^гр (1 — А) +/Пр+^от -г,
24
где — время хода грузового поезда по участку без остановок, ч;
А — соотношение ходовых скоростей грузового и пассажир-
ского поездов;
/пр, /от — станционные интервалы соответственно прибытия и от-
правления грузовых и пассажирских поездов (на"участ-
ковых станциях), ч;
ппс — число пассажирских поездов, отправляемых на участок
за сутки.
Величина b в данном случае представляет собой отношение гранич-
ного интервала между пассажирскими поездами
Ютах = Тгр (1 - А) + 1ар + /от (1-60)
к среднему
(1-61)
ППС
Граничным интервал (1-60) назван потому, что, как это видно из
рис. 24, при -меньших интервалах нельзя Между пассажирскими по-
ездами пропустить грузовой без обгона, а при равных и больших
Рис. 24. Расположение пассажирских поездов на графи-
ке движения
32
a — точная, б — приближенная
можно. Доля же малых интервалов между пассажирскими поездами
составит
а
МИ е2,2&
а средняя величина малого интервала
jim 24 /0 91 2,26г4~ 264- 0,91
ами ппо \
(1-62)
(1-63)
е2,2&
^ми
Па уравнениям (1-62) и (1-63) построены кривые зависимости ами и —
, 'ср
от величины Ь (рис. 25). Например, при Тгр = 5 ч; А=0,7; /пр = /от == 0,1 ч;
уМИ
«пс = 15 поездов величина Ь = 1,07, ами = 0,68, а 0,56 (рис. 25, а).
'ср
Это означает, что при заданных условиях можно ожидать на графике_68% (при-
мерно 10 из 15) интервалов менее (7”^)тах — 1,7 ч, а среднее значение интерва-
24
ла в этой группе составит = 0,56 -jg = 0,9 ч.
Во втором случае .определению подлежит вероятное количество
малых интервалов такой величины, при которой между пассажирскими
поездами на двухпутном перегоне нельзя пропустить грузовой поезд.
При этом оценивается вероятная пачечность или пакетность пасса-
жирского движения на данном перегоне. Математическое ожидание
величины интервала для этой группы — вероятный средний интер-
2 Зак. 984 33
вал между пассажирскими поездами в пачке или пакете. В данном
случае, используя формулы (1-62) и (1-63), следует положить, что
4, 'гр (1 —А) + 'пр+ ^от п
° - «ПС*
где /гр — рремя хода грузового поезда по перегону, ч.
Значения А, /пр, /от относятся к тому перегону, для которого
производится расчет. Если учесть, что в рассматриваемых условиях
всегда b < 1 (интервал в пачке или пакете меньше среднего интерва-
ла между пассажирскими поездами), вместо формул (1-62) и (1-63)
можно применить более простые. Упрощение допустимо в связи
уМИ
с тем, что кривые ами(5) и —-(&) (рис. 25, а) в пределах 0<&< 1
'ср
без большой погрешности можно заменить прямыми (рис. 25, б).
Тогда с достаточной для практической цели точностью:
с<ми = 0,65Z> = 0,0271 (1 — А) + /пр + /от] нпс; (1-64)
Inc' = 0,6&/ср = 0,6 l^p (1 - А) + /пр + /от] > С", (1-65)
где/пс”—минимальный'интервал между пассажирскими поездами
в пакете или пачке.
Пример. При 7гр = 0,4 ч, А = 0,6, /пр = /от = 0,08 ч, /™j.n = 0,13 ч;
ипс = 25 поездов по формулам (1-64) и (1-65) получим ами = 0,217, =
= 0,192 ч Таким образом, вероятно, "fro около 22% (5—6 из 25) интервалов
между пассажирскими поездами будут иметь величину не более
('пс)тах~'гр (1 — А) + 'йр + 'от = °>32 4
Среднее же значение интервала в этой группе составит 0,192 ч, или около
12 мин
Аналогичный анализ внутрисуточной неравномерности пассажир-
ского движения на однопутных линиях показал, что по величине
отношения к среднему интервалы между пассажирскими поездами
распределяются так, как показано на рис. 26 (ступенчатый график).
Аппроксимирует этот график кривая (штриховая линия), имеющая
•уравнение
пс
-2,2 -£*-
7?с ,пс
«инт = 490°-^ е СР (1-66)
'ср
Сравнение формул (1-66) и (1-51) показывает, что кривые для од-
нопутных и двухпутных участков различаются лишь масштабом
(численным коэффициентом), что связано с разным количеством ин-
тервалов в выборках Законы же распределения интервалов иден-
тичны. Из этого следует, что методика расчета вероятного числа и
средней продолжительности интервалов между пассажирскими поез-
дами на графике для двухпутных линий {см. формулы (1-56), (.1-59),
34
Рис 26. Распределение отношения фактического интервала между пассажирски-
ми поездами к среднему на однопутных линиях
(1-62), (1-63)1 пригодна и для однопутных линий. Величина Ь, при кото-
рой в интервале между пассажирскими поездами можно проложить на
графике от одной участковой станции до другой без обгона грузовой
поезд, в этом случае выражается отношением
0,5ппо (cCT-p 1)
6 =---------------
0,5а£ч (/' + /")
Тпер + : ~
1- 0,5а;У‘г
24
— Л (Тпер — 2тст)
где сст — количество промежуточных раздельных пунктов на участ-
ке;
ТПер — период непакетного графика на ограничивающем перего-
не участка, ч;
тст — средний станционный интервал при скрещении и неодно-
временном прибытии поездов противоположных направ-
лений на раздельный пункт, ч;
а,пЧ — средний коэффициент пакетности грузового движения на
участке;
/', I" — интервалы между грузовыми поездами в пакете в нечет-
ном и четном направлениях, ч.
Доля таких интервалов ами и среднее значение Ina определяются
так же, как и для двухпутного участка, подстановкой величины b
в формулы (1-62) и (1-63).
Аналогично устанавливают для однопутного перегона величины амИ
и Inc > относящиеся к интервалам между пассажирскими поездами в
пачках или пакетах, но в формулы (1-64) и (1-65) подставляют значение
_ Trine
~ 24
где Т — время занятия ограничивающего перегона, приходящееся
на пару грузовых поездов, ч.
2*
35
Коэффициенты съема на однопутных линиях
Пассажирский поезд. Коэффициент съема пассажирского поезда
можно разделить на две части: не зависящую и зависящую от путе-
вого развития промежуточных раздельных пунктов. Первая часть
включает эквивалент е0, не учитывающий некратности времени меж-
ду моментами занятия (освобождения) перегона двумя последователь-
но расположенными на графике пассажирскими поездами величине
Т, и дополнительный съем едоп, возникающий из-за этой некратнос-
ти. Эквивалент пассажирского поезда сравнительно легко определить
аналитически Для схем (рис. 27, а), которые могут быть на графике
при любых средствах связи по движению поездов, время занятия пе-
регона, приходящееся на пару пассажирских поездов, составляет
^цс — + tnz + + Тл> (1"67)'
где /пс /пс — время хода нечетного и четного пассажирских поездов
по ограничивающему перегону;
тл, тл — интервалы скрещения и неодновременного прибытия
грузового и пассажирского поездов на раздельном
пункте.'
Для схем (рис. 27, б), по которым поезда можно пропускать при
средствах связи, допускающих пакетное движение, например при ав-
тоблокировке,
^пс — ^пр + ^от> (1-68)
где 7пр, 70т — интервалы прибытия на раздельный пункт грузово-
го поезда перед пассажирским и отправления на
перегон после пассажирского.
Имея в виду, что
ео==_^_) (1-69)
Рис 27 Схемы пропуска пассажирских поездов (ЯС)
по ограничивающему перегону
-41 — любые средства связи по движению поездов, б — авто
блокировка —
36
общем случае получим
(1—а)(/пС4-^пс+тл+тл)+а(/пр+/от) ,т 7Л4
Ео — ~ : ’ I1''у/
1 1 — «п ) (^/ + ^'’ + т.4-Ьт£)~Ьссп ~
где о — доля пассажирских поездов, пропускаемых через ограничи-
вающий перегон по схеме рис. 27, б.
Обозначим t' + 7" + тл +’Т£ = Tnej); -"rjffi1 — А и примем тл +
+ Та = тл + *£ = 2тст. Тогда при полуавтоматической блокировке
и других средствах связи, исключающих пакетное движение (о =
— 0; ап = 0; к = 1),-
е0 = Д+_2тст-<1-^. . (1-71)
Т пер
При автоблокировке и других средствах связи, допускающих па-
кетное движение, в случае отправления в пакете двух грузовых поез-
дов (к = 2)
___ (1 —с) [ДТпер -|- 2тст (1 —Д)] + <т(/пр-Нот) (1-72)
°“ (1-0,5ап)Тпер+0,5ап(/, + /’) * '
Поскольку эквивалент пассажирского поезда при автоблокиров-
ке в значительной степени зависит от величины о, очень важно опре-
делить ее расчетные значения. Для этого были проанализированы
графики на ограничивающих перегонах 41 участка (4454 км)
(см. табл. 6).
Таблица 6
Результаты анализа графиков движения
_ пгр+ппс т УСЛ 1440 пер Число участ- ков Среднее значе- ние О’ __ пгр+'гпс т уол 1440 пер Число участ- ков Среднее значе- ние
0,65—0,70 12 0,275 0,85—1,0 9 0,335
0,70—0,85 17 0,321 1,0—1,25 3 0,710
Значения о поставлены в зависимость от отношения суммарного
числа грузовых и пассажирских поездов, к пропускной способности
участка при непакетном графике уусл потому, что этот показатель,
с одной стороны, достаточно хорошо характеризует заполнение про-
пускной способности участка, а с другой,—сравнительно просто рас-
считывается. На рис. 28 показаны значения о на каждом ограни-
чивающем перегоне. Несмотря на разбросанность точек, тенденция
роста а при увеличении уусл выражена достаточно ярко. Приближен-
но зависимость о (уусл) характеризуется прямой регрессии, уравне-
ние которой
о = 0,72 уусл — 0,22.
(1-73)
37
Рис 28 Корреляционная зависимость
величины а от уусл
При увеличении числа пасса-
жирских поездов повышается веро-
ятность пропуска их пачками на
участках, не оборудованных авто-
блокировкой, или в пакетах при
автоблокировке. Эта вероятность
оценивается величиной «мИ —отно-
шением количества интервалов
между пассажирскими поездами, в
которые ’нельзя проложить на гра-
фике грузовой поезд шо ограничи-
вающему перегону, к общему коли-
честву интервалов. Как уже отмеча-
лось, для определения сц,и надо в
формулу (1-64) подставить вели-
чину = Тогда
= 0,65-^, (1-74)
п
где п—пропускная способность участка при параллельном графике.
Пропуск двух пассажирских поездов в пачке практически не из-
меняет величину эквивалента, так как время съема, приходящееся
на вторую пару поездов, в этом случае (рис. 29, а), составляет
^пс = inc + t'nc + 2тп.
(1-75)
Это выражение отличается от (1-67) лишь станционными интерва-
лами, разницей в величине которых можно пренебречь. В результате
при средствах связи, не допускающих Пакетного движения, эквива-
лент практически не зависит от размеров пассажирского движения.
При автоблокировке же из-за того, что одна пара поездов в пакете
снимает с графика обычное время [см. формулу (1-67)], а другая —
/лс 4- 7пс (рис. 29, б), разница в эквивалентах может быть более
значительна. После введения в расчет величины ами, зависящей от
размеров пассажирского движения, формула (1-72) примет вид
е О-вми) {(!-р) [АТпер + 2тст (1-А)] + а(/др + /от)} + (1^+Г^)
(1—0,5ап) Тцер4-0,5ап (/
(1-76)
В знаменателе ее стоит выражение, определяющее время занятия
перегона, приходящееся на пару грузовых поездов при параллельном
частично пакетном графике с двумя поездами в пакете (к"= к" = 2).
При непарном графике в знаменатель должно входить также время
занятия перегона, приходящееся’на пару грузовых поездов. Оно вы-
ражается, если число поездов в пакете в обоих направлениях не бо-
лее двух, знаменателем формулы (1-19), умноженным на 0,5 (1 + (Зн);
если же число поездов в преимущественном направлении три, а в об-
ратном — два, то знаменателем формулы (1-22), также умноженным
38
на 0,5(1+рн). Однако ввиду того, что пропускные способности участка
в обоих направлениях движения ири парном и непарном графиках
различаются, как правило, незначительно, на практике во всех слу-
чаях для определения эквивалента можно применять формулу (1-76).
Дополнительный съем едоп зависит от многих условий, основные
из которых: число и размещение на графике движения пассажир-
ских поездов, пропускная способность линии, неидентичность и рас-
положение перегонов с разными периодами графика, соотношение
скоростей пассажирских и грузовых поездов, квалификация состави-
теля графика. Учесть влияние их в какой-либо аналитической за-
висимости пока не удалось, поэтому для установления величины до-
полнительного съема прибегают к статистической обработке большого
количества графиков. Так, А. Д. Каретников [3] получил эмпириче-
скую формулу для однопутных линий
едоп==/(1-Д)(0,6+-М, (1-77)
\ ппс /
где / — коэффициент неидентичности перегонов участка.
Формула Б. М. Максимовича имеет вид
едоП = 0,7/ — 0,025лпс — 0,15. (1-78)
По этим формулам получаются разные значения едоп, но в реаль-
но возможном диапазоне 0,6 0,9 они равны 0,1—0,5. Для
практических целей достаточны средние величины едоп = 0,3 при
j sC 0,8 и едоп = 0,4 при j > 0,8.
Вторую часть коэффициента съема пассажирского поезда, завися-
щую от путевого развития промежуточных раздельных пунктов, оп-
ределяют на основе следующих положений. Пропускаемый по участ-
Рис. 29. Схемы пропуска пассажирских поездов по однопутному пере-
гону:
а —пачками; б —пакетами
39
Рис. 30 Схема Пропуска пассажирского поезда по однопутному
участку при частично пакетном графике
ку с повышенной скоростью пассажирский поезд обгоняет грузовые,
причем обгоны при максимальном использовании пропускной способ-
ности совмещаются со скрещениями на одних и тех же промежуточ-
ных раздельных пунктах (рис. 30). При данном графике движения для
этого на промежуточных станциях а и в требуется по четыре пути,
включая главный, на станциях б и д — три, на станции а — доста-
точно двух. Таким образом, в целом на промежуточных станциях
участка для реализации предусмотренных графиком размеров
движения требуется 16 путей для скрещений и обгонов поездов. Если
Рис 31 Схема скрещений условных
пакетов поездов
считать, что минимально на раз-
дельном пункте может быть два пу-
ти, то в данном случае необходимо
иметь шесть дополнительных пу-
тей.
Если на промежуточных- стан-
циях такого количества приемо-от-
правочных путей не будет, то при-
дется снять с .графика какую-то
часть поездов, т. е. возникнет так
называемый съем по путям. Он за-
висит еще и от расположения отно-
сительно друг друга пассажирских
поездов. На рис. 30 видно, что если
два пассажирских поезда будут рас-
положены через большой интервал
/пе (показано пунктиром), то вто-
40
Рис. 32. Схема разъединения поездов,
следующих в пакетах
рой не окажет влияния на съем по
путям первого поезда, так как вы-
ходит за пределы полосы графика,
в которой проложены грузовые по-
езда, отправляющиеся со станции А
в зоне обгона Т°бг. Если разрыв во
времени между пассажирскими по-
ездами будет меньше, то съемы их
по путям частично совпадут. В част-
ном случае при пропуске пассажир-
ских поездов в пакете совпадение
зон обгона будет полным и на каж-
дый поезд придется только полови-
на возникшего из-за недостатка пу-
тей съема пропускной способности.
Прежде чем перейти к определению коэффициента съема по пу-
тям, введем следующие понятия:
условный пакет — один или два грузовых поезда, следующих в
пакете (рис. 31);
коэффициент пакетности грузового движения на участке ajj4,
который в отличие от коэффициента пакетности на ограничивающем
перегоне ап представляет собой отношение числа поездов, пропущен-
ных в пакетах на всех перегонах участка, к произведению размеров
грузового движения на число перегонов. Разница в величине этих
двух коэффициентов объясняется влиянием неидентичности перегонов
и пассажирского движения, из-за чего поезда, следующие в паке-
тах, в ряде случаев разъединяются (рис. 32). Исследования графиков
движения на участках с электрической и тепловозной тягой показали,
что между названными коэффициентами существует эмпирическая
зависимость
аГ = 0,5ап(1 + ап), (1-79)
которая дает достаточно близкие к практическим результаты при су-
ществующей неидентичности перегонов / = 0,7 4-0,8 и размерах пас-
сажирского движения на однопутных линиях до 10 пар поездов. Ко-
личество условных пакетов при максимальном графике и числе поез-
дов в них к = 2 в среднем на протяжении всего участка определяет-
ся выражением
п^ = нчП(1-0,5аГ), (1-80)
в том числе условных пакетов, представляющих разрозненные поезда
«р = пчй(1-аГ) (1-81)
и состоящих из двух поездов
«Г-0,5. (1-82)
При полном заполнении пропускной способности на каждой станции
участка с автоблокировкой должны быть пути для скрещений услов-
41
ных пакетов грузовых поездов между собой. Если в одном (например,
нечетном) направлении следует пакет из двух поездов, то на части
станций на скрещение с ним попадут разрозненные грузовые поезда,
а на остальных — тоже пакеты. В первом случае станция может иметь
минимальное путевое развитие — два пути; во второй — три пути,
включая главный. Потребное количество трехпутных станций можно
подсчитать по формуле
Сет (скр) — Сст
Ск „ 0,5аГ
- — ^СТ ’
« 1-0,5аГ
(1-83)
где сст — общее число промежуточных раздельных пунктов на
участке.
Число обгонов грузовых поездов пассажирским, время хода кото-
рого по участку Тпс, получим следующим образом. Количество об-
гонов условных пакетов (см. рис. 30) определяется отношением
робг
^обг “ "
/русл
4 пер
(1-84)
где Тпер — период пары условных пакетов на7ограничивающем пере-
гоне:
<гусл_гр, , °.5апЧ
1 пер— -* пеп “Г
г 1—0,5а г4
При этом
Г§бг = 0,5(Ссг+1)[7’пе1)
1—0,5а^4
(/'+/") - Тпс;
(1-85)
(1-86)
+
«обе = 0,5сС1----------------------------------+ 0,5. (1-87)
В это число входят обгоны:
действительных пакетов, совмещенные со скрещениями, для ко-
торых на станциях требуется не менее четырех приемо-отправочных
путей (рис. 33, а);
Рис. 33. Схемы скрещений н обгонов поездов на станциях
42
разрозненных поездов, совмещенные со скрещениями с действи-
тельными пакетами, для которых также требуется не менее четырех
приемо-отправочных путей (рис. 33, б);
разрозненных поездов, совмещенные со скрещениями с разрознен-
ными же поездами, для которых необходимы три приемо-отправочных
пути (рис. 33, а)1.
Вероятность первых двух случаев
Pi
0,5а£ч
1—0,5аУч
1-«пУЧ
1— 0,5аУч
(1-88)
а последнего
(1-%уч)2 '
(1-0,5аЛ2 '
(1-89)
Следовательно, потребное число четырехпутных станций на участ-
ке равно
Сот = КобгР4, С1’90)
а трехпутных
„П1_ , in IV
Сет — **обг гЗ “Г Сет (скр) Сет •
(1-91)
Таким образом, потребность в приемо-отправочных путях возрас-
тает соответственно с трех до четырех и с двух до трех, включая глав-
ный, т. е. на один путь на каждой станции обгона условного пакета.
Общее количество путей сверх минимального числа, которое необхо-
димо в связи с пакетностыо и обгонами, составляет
т
у и ___г I п
^"доп— ‘'СТ I
\ 1— 0,5а^4
+-0,5
ПС
Тпер +
1-0,5а£ч
+ 0,5,
(Ь92)
где в среднем для обоих направлений движения
•^пс Л (Сет + 1) (0,5 Ттст).
Расчеты и анализ формул (1-90) — (1-92) позволили установить
необходимое путевое развитие на участке, имеющем 10 и более про-
межуточных станций. Штриховой линией (рис. 34) обозначено по-
требное число промежуточных станций (в процентах к общему коли-
честву) с тремя приемо-отправочными путями при параллельном гра-
фике и числе поездов в пакетах не более двух; заштрихованными по-
лосами — при непараллельном графике и соотношении скоростей
грузовых и пассажирских поездов Д = 0,8 и 0,5. Так, если ап = 0,
'io трехпутных станций должно быть 23 и 35%, а четырехпутных мо-
1 Анализ показывает, что совмещения обгонов и скрещений пакетов с па-
кетами в частично пакетных графиках движения можно избежать.
43
7 CIV \
жет и не быть = Оу. При ап = 0,6 потребное количество стан-
ций с тремя и четырьмя путями составляет не менее 43—49%, в том
числе 12—18% четырехпутных. Общее количество дополнительных
(третьих и четвертых) путей на многопутных станциях по отношению
к числу Станций на участке ^322 должно быть при а„ = 0,6 55 —
67%; при ап == 1 все станции должны быть многопутными, причем
33—42% из них должны иметь не менее четырех, а остальные —
не менее трех приемо-отправочных путей. Таким образом, в послед-
нем случае отношение составляет 133—142%.
сст
Непарный параллельный график с тремя поездами в пакете в пре-
имущественном и двумя в обратном направлениях не повышает тре-
бований к путевому развитию промежуточных станций, но позволяет
в оДном из направлений увеличить пропускную способность при мак-
симальной пакетности на 33%, а в обоих направлениях—.на 11%.
44
Заслуживает внимания использование такого графика при пропуске
пассажирских поездов .так называемыми параллельными ходами.
Непараллельный график, когда соотношение скоростей грузовых
и пассажирских поездов А = 0,8 4- 0,5, при пропуске трех поездов
в пакете в преимущественном и двух—в обратном направлениях уве-
личивает, как показали расчеты, потребность в дополнительных
приемо-отправочных путях на промежуточных станциях (сверх двух)
примерно на 20%, причем от 30 до 40% станций должны иметь по пять
путей, включая главный. Анализ путевого развития на 62 участках
сети, оборудованных автоблокировкой, показал, что два пути, вклю-
чая главный, имеют 72 промежуточные станции (12%), три—441
(71%), четыре и более — 99 (17%). Это свидетельствует о том, что в
ряде случаев путевое развитие промежуточных станций не обеспечивает
пропуска пассажирских поездов с высокими скоростями при значи-
тельной пакетности грузового движения без съема пропускной способ-
ности по путям. Коэффициент съема по путям в общем виде можно вы-
разить так:
при полуавтоматической блокировке и других системах связи, ис-
ключающих пакетное движение,
едопг=(2пдоп—Сф1иб)б; (1-93)
при автоблокировке (диспетчерской централизации)
бд0п = (2идоп-4Н —2сфУиб)0, (1-94)
где 4П — число промежуточных станций на участке (фактиче-
ское) с тремя приемо-отправочными путями, включая
главный;
Сф1 “ б, c|v и 6 — число промежуточных станций на участке соответ-
ственно с тремя и более, четырьмя и более приемо-
отправочными путями;
0 — коэффициент, определяющий съем пропускной спо-
собности пассажирским поездом, приходящийся на
один недостающий приемо-отправочный путь .
Заметим, что при непакетном графике четвертый и последующ ие пу-
ти на промежуточной станции в нормальных условиях движения не
могут быть использованы для скрещений и обгонов поездов. При па-
кетном графике для этих целей, как правило, невозможно использо-
вать пятый и последующие пути (если в пакете не более двух поездов).
Анализ максимальных графиков, составленных для четырех вариан-
тов путевого развития (табл. 7) опытным инженером-графистом, по-
казал, что коэффициент 0 имеет большой диапазон изменений в раз-
личных условиях эксплуатации. Установлено, что на величину 0 вли-
яет число пассажирских поездов, общее количество раздельных пунк-
тов на участке, соотношение скоростей грузовых и пассажирских по-
ездов А, степень пакетности графика и варианты путевого развития
станций. При этом в случае равного количества дополнительных пу-
тей на промежуточных станциях имеет значение размещение послед-
них на участках (количество и расположение трехпутных и четырех-
путных станций).
45
Таблица 7
Путевое развитие раздельных пунктов участка
Число промежу-1 точных раздельных пунктов сст Число станций на участке в вариантах путевого развития
I П III IV
трех- пут- ных III СФ четырех- путных IV и б СФ трех- пут- ных III сф четырех- путных IV и б СФ трех- пут- ных III сф четырех- путных IV и б сф трех- пут- ных III СФ четырех- путных IV и б СФ
10 1 1 3 2 10 — 7 3
14 1 2 4 -3 14 — 10 4
18 2 2 5 4 18 — 13 5
Обобщением теоретических и экспериментальных данных подобра-
ны эмпирические формулы, которые практически с достаточно хоро-
шим приближением дают суммарный коэффициент съема пассажир-
ского поезда на однопутной линии, включающий эквивалент, допол-
нительный съем (1-77) и съем по путям (1-93) и (1-94). Эти формулы
включены в методику расчета пропускной способности железных до-
рог и имеют вид:
для участков с полуавтоматической блокировкой (при непакетном
движении)
епс = 0,5 + [(сСт + 1)(0,5-0,2Д)—п*п1 (0,5—0,01 ппо) > 1,1;(1-95)
для участков с автоблокировкой (диспетчерской централизацией)
епс=0,4 + [(сст+1)(0,5 - 0,2Д + X) - и*п1 (0,5-0,01ппс) > 1, (1-96)
где «доп — фактическое количество дополнительных путей на про-
межуточных раздельных пунктах участка, определяе-
мое из расчета: при полуавтоматической блокировке (не-
пакетный график) — один путь на станции с тремя и
более отправочными путями, включая главный; при ав-
тоблокировке (диспетчерской централизации) — один
путь на станции с тремя приемо-отправочными путями
и два пути на станции с четырьмя и более путями;
X — коэффициент, зависящий от числа станций с четырьмя и
более путями на участке в % и величины пакетности гра-
фика (табл. 8).
Рассчитанные по формулам (1-95) и (1-96) коэффициенты съема пас-
сажирских поездов на однопутных линиях приведены в табл. 9 для
четырех вариантов путевого развития раздельных пунктов (см. табл. 7).
Сборный поезд. Коэффициент съема сборного поезда при парал-
лельном идентичном графике не может превышать следующих зна-
чений:
на участке с полуавтоматической блокировкой при непакетном
движении (рис. 35, а)
еТб = 1 + ссб; (1-97)-
46
Таблица 8
Значения коэффициента Л
Число станций с четырь- мя н более путями в о/о к общему количеству раздельных пунктов на участке Коэффициент пакетности параллельного графика
0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1 ,о
0 0,02 0,05 0,10 0,15 0,42 0,80
10 0,02 0,08 0,15 0,20 0,50 0,90
20 0,02 0,08 0,15 0,25 0,59 1,0
30 0,02 0,08 0,15 0,25 0,64 1,05
40 н более 0,02 0,08 0,15 0,25 0,64 1,10
на участке с автоблокировкой (диспетчерской централизацией),
когда сборный поезд отправляется на перегон в пакете со сквозным
(рис. 36, а),
(Ь98)
где Ссб — число станций, обслуживаемых сборным поездом.
Формулы (1-97), (1-98) получены из тех соображений, что после
каждой остановки на промежуточной станции для отцепки и прицеп-
Таблица 9
Коэффициент съема пассажирских поездов на однопутной линии
хажирских X 2 д Я с о £« Варианты путевого развития
Полуавтоматическая блокировка (непакетный график) Автоматическая блокировка (Диспетчерская централизация)
с о И I II Ш | IV
схе « - С П о 5 ® 0,3 g* е f- ап= =0,5 “п= = 0,7 “п= = 1,0
Число поездо л Ч W д st S 3 « ГТ аа LQ О < СО о II <1 ю о ' (1 < <х> о II < LQ О II < оо о II < LO О II <1 ( СО о II < ю о II <1 оо о" II < ю о н < оо о II <
4 - 10 1,60 1,30 1,1 1.1 1,0 1,0 1,48 1,18 1,87 1,60 1,78 1,51
14 1,88 1,47 1,1 1,1 1,0 1,0 1,67 1,25 2,24 1,83 2,15 1,73
18 2,16 1,64 1,1 1,1 1,0 1,0 1,85 1,32 2,60 2,10 2,51 1,96
8 10 1,51 1,23 1,1 1,1 1,0 1,0 1,39 1,11 1,75 1,49 1,66 1,41
14 1,76 1,38 1,1 1,1 1,0 1,0 1,56 1,18 2,08 1,70 2,00 1,62
18 2,01 1,54 1,1 1,1 1,0 1,0 1,72 1,24 2,42 1,96 2,33 1,83
12 10 1,41 1,16 1.1 1,1 1,0 1,0 1,29 1,05 1,62 1,39 1,54 1,31
14 1,64 1,30 1,1 1,1 1,0 1,0 1,45 1,10 1,92 1,58 1,85 1,50
18 1,87 1,44 1,1 1,1 1,0 1,0 1,60 1,16 2', 22 1,81 2,15 1,69
47
Рис 35 Съем пропускной способности сборным поездом при параллельном
однопутном графике на участке с идентичными перегонами
ки местных вагонов сборный поезд переходит на следующую нитку
графика или в пакет со следующим сквозным поездом, что вызывает
потерю сСб ниток (интервалов в пакете) в дополнение к первона-
чальной при отправлении с участковой станции. Однако время съема
сборным поездом можно уменьшить даже при параллельном иден-
тичном графике, так как в результате его ликвидируется часть скре-
щений сквозных поездов между собой. Сквозной поезд после сборного
можно отправить на участок несколько раньше (рис. 35, б) при непа-
кетном идентичном графике на время
^сдв = Собьет’
где т0Т — станционный интервал на станциях, обслуживаемых сбор-
ным поездом.
При йеидентичном графике /сдв увеличивается. Интервалы между
сквозными грузовыми поездами /х, /2, ..., /7 (см. рис. 35, б) зависят от
периодов группы перегонов, в которую может не входить ограничи-
вающий. Так, интервал/3 определяется периодом графика на перегоне
д—Е-, —на перегоне в—г; te — максимальным периодом на одном
из трех перегонов А—б, б—в или е — д. В среднем можно считать,
что каждая остановка сборного поезда для обслуживания промежу-
точной станции при неидентичных перегонах сопровождается эко-
номией времени
Аздв “ Ссбтст Ссб ^пер U /)•
48
Рис 36. Съем пропускной способности сборным поездом при пропуске его
в пакете со сквозным поездом
Кроме того, при неидентичном графике в ряде случаев сборный
поезд, пройдя легкий перегон, может после выполнения операций
с местными вагонами отправиться на следующий перегон без пере-
хода на другую нитку графика, что экономит время съема на целый
период графика.
• При непараллельйом максимальном графике сборные поезда про-
пускают в периоды сгущения пассажирского движения, что позво-
ляет в определенной мере использовать для этой цели съем, созда-
ваемый пассажирскими поездами. При каждой остановке, совмещен-
ной со скрещением или обгоном пассажирским, для пропуска сборного
поезда при непакетном графике в среднем можно использовать время,
уже снатое пассажирским:
= 0,25 Гиер (1 - А).
Влияние на коэффициент съема прокладки на непакетном графи-
ке сборных поездов противоположных направлений, как показал ана-
лиз опытных графиков, не имеет существенного значения, и его мож-
но не учитывать. На участках с автоблокировкой при пакетном дви-
жении на ограничивающем перегбне время съема пары сборных по-
ездов равно Г + а на других, не идентичных с ограничивающим
(Г + Г) — 2 (Тдер — То), где То — период пары поездов на дан-
ном (неограничивающем) перегоне. Когда 2 (Гпер — То) (Г + Z"),
съема на данномлерегоне сборнФм поездом не будет (рис. 36, б). Ес-
ли же 2 (Тпер — То) < (/' + /")> время съема будет меньше, чем на
ограничивающем перегоне; оно составит Г— 2 (TveJ) — То)
(рис. 36, в). Влияние пассажирских поездов на коэффициент съема
49
сборного поезда при автоблокировке (при пакетном движении) опре-
деляется так же, как на участке, не оборудованном автоблокировкой
(при непакетном движении).
На участках с автоблокировкой на коэффициент съема заметно
влияют скрещения сборных поездов противоположных направлений.
Экономия времени съема из-за этого составляет примерно 0,25 ссб X
Х(/' + /"). Анализ экспериментальных графиков и опытных расчетов
позволил предложить формулы для практических расчетов. Коэффи-
циент съема сборного поезда определяется при этом из следующих
зависимостей:
полуавтоматическая блокировка (непакетный график)
есб = 11 + Qo (2/- 1)] [0,8-0,1 паа (1 -Дср)] > 1; (1-99)
автоблокировка (диспетчерская централизация)
«сб = 6 (1,2 + 0,9 ссб) - 2,4 (1 - /) - 0,4 пдс(1 - Аср) > 1, (1-100)
где Аср — среднее соотношение ходовых скоростей грузового и
пассажирского поездов на участке;
/'4-Iя
— -----отношение суммы межпоездйых интервалов в нечетном
пер и четном направлениях к периоду параллельного не-
пакетного графика на ограничивающем перегоне;
j — коэффициент неидентичности перегонов участка —
отношение среднего периода параллельного непакет-
ного графика на перегонах участка к периоду того же
графика на ограничивающем перегоне.
Рассчитанные по формулам (1-99) и (1-100) коэффициенты съема
для сборных поездов на однопутной линии при j = 0,8 даны в табл. 10.
Таблица 10
Коэффициент съема сборных поездов на однопутной линии
Ссб Лпо Полуавтоматиче- ская блокировка Автоматическая блокировка (диспетчерская централизация)
Дср—0,5 Дср=0,8 6=0,3 6=0,4
Дср—0,5 Дср=0,8 Дср=0,5 Дср=0,8
4 1,68 2,02 1,0 1,0 1,0 1,0
3 8 1,12 1,79 1,0 1,0 1,0 1,0
12 1,0 1,57 1,0 1,0 1,0 1,0
4 2,4 2,88 1,0 1,0 1,0 1,48
5 8 1,6 2,56 1,0 1,0 1,0 1,16
12 1,0 2,^4 1,0 1,0 1,0 1,0
4 3,12 3,74 1,0 1,45 1,72 2,2
/ 8 2,08 3,33 1,0 1,13 1,0 1,88
Г2 1,04 2,91 1,0 1,0 1,0 1,56
50
Коэффициенты съема на
о днопутно-двухпутных линиях
Пассажирский поезд. На од-
нопутно-двухпутной линии с
безостановочными скрещениями
поездов коэффициент съема от-
дельного (разрозненно проло-
женного на графике) пассажир-
ского поезда ПС (рис. Э7) со-
ставит
/шах
4 ст
Епс— 0,5Т ’
где — наибольшая величина
стоянки грузового по-
езда при скрещении
или обгоне его пасса-
жирским;
Т — время занятия перего-
на парой грузовых по-
ездов (период графи-
ка) при безостановоч-
ном скрещении.
Пропуск пассажирского поез-
да разрывает сетку графика на
величину Если правую
часть его сдвинуть влево на эту
величину, то все точки разрыва-
линий хода поездов совпадут.
Чтобы определить /™ах, рассмот-
рим рис. 38, где сплошными
тонкими линиями показана сет-
ка линий хода грузовых поездов
до, а штриховыми — после про-
кладки пассажирского ПС. Со-
отношение скоростей Д' выбрано
так, что на участке должно быть
не менее одного обгона, а
Т+ бд-2/;р (1 —Д')'—бс-
(I-10V
Время бд может, изменяться
от (интервал прибытия на
станцию обгона грузового поез-
да) до /пР + /гр (1 —’Д'). В са-
мом деле, если величина 6а вый-
дет из этих пределов, на данной
Рис. 37. Пропуск пассажирского поезда
при безостановочных скрещениях грузо-
вых поездов
Рис. 38. Съем пропускной способности
пассажирским поездом, пропускаемым по
участку с безостановочными скрещения-
ми грузовых поездов с обгонами
51
станции обсон не состоится; когда 6д</пр, он будет перенесен на позади
лежащую; когда бд > /пр + /гр (1—Д')—на впереди лежащую стан-
цию. Вероятное среднее значение 6Д можно принять следующим:
бд = /пр + 0.5 /г'р (1 - Д'). (1-102)
Вероятное среднее значение 6С, как показало исследование, со-
ставляет
6С = 0,5к°бг t'p (1 — Д'), (1-103)
где ко0г — количество обгонов грузовых поездов пассажирским на
участке.
Подставив в формулу (1-101) значения 6Д и 6С, получим
Сах=Г + /пр—/гР (1,5 + 0,5'с°бг) (1 - Д'). (1-104)
Эти же положения верны для обратного направления движения,
в’котором время хода грузового поезда обозначим /гр, а соотношение
скоростей грузового и пассажирского поездов Д". В среднем для
обоих, направлений с учетом того, что при безостановочных скреще-
ниях /(р + t"rp — Т, а соотношение скоростей грузовых и пассажир-
ских поездов Д
Сх = Т[1 — (0,75 + 0,5 0>5-'с°бг) (1 — Д)] + 1пр. (1-105)
Время дополнительного съема можно принять равным 0,3 Т. Сле-
дует учесть еще один вес-ьма важный фактор, влияющий на время съе-
ма. При большом количестве пассажирские поезда имеют скрещения
и между собой. Это уменьшает время съема', приходящееся на один пас-
сажирский поезд (рис. 39). Анализом экспериментальных и сетевых
графиков установлено, что для учета этого следует к части коэффи-
циента съема епс — 1 ввести в качестве множителя разность
1—0,03 ппс. Исходя из изложенного, а также имея в виду, что без
Рис. 39. Выкопировка из эксперименталь-
ного графика движения
большой погрешности можно
считать -------0,5 — О.б*061' X
X (1 — Д)=0, получена форму-
ла ,для определения коэффи-
циента съема пассажирского
поезда на участках с безостано-
вочными скрещениями грузовых
поездов на двухпутных вставках
enb = 1 + (1,5Д — 0,3) X
X (1— 0,03ппС). (1-106)
Эта формула основная и при-
меняется в практических расче-
тах. Значения епс для некоторых
исходных данных приведены в
табл. 11.
Наряду с формулой (1-106)
методика расчета пропускной
способности участков предусмат-
52
Рис. 40. Пропуск сборно-
го поезда по участку
с безостановочными скре-
щениями грузовых поез-
дов
ривабт вариант, когда две и более двухпутные вставки не оборудо-
ваны двусторонней автоблокировкой и не имеют диспетчерских съез-
дов между раздельными пунктами с путевым развитием. В этом слу-
чае для определения коэффициента съема пассажирского поезда
применяют формулу
епс= 1 + 0>2) (1-0,05 ппс). (1-107)
При малых значениях А коэффициенты съема, рассчитанные по
ней, примерно на 35—55% выше, а при больших значениях—на 20%
меньше, чем по формуле (1-106).
Таблица 11
Коэффициент съема пассажирского поезда при безостановочных
скрещениях грузовых поездов на двухпутных вставках
Ппс д
0,5 0,7 0,9
3 1,41 1,68, 1,96
6 1,37 1,62 1,8'6
9 1,33 1,55 1,77
Сборный поезд. Экспериментальные графики показали, что для
уменьшения съема пропускной способности сборные поезда следует
прокладывать в зоне расположения пассажирских и, как правило,
в пакетах со сквозными грузовыми поездами через интервал автобло-
кировки. Тогда время съема при скрещении и обгоне совпадает со съе-
мом пассажирским поездом. На параллельном графике (рис. 40, а) вре-
мя съема сборного поезда одного направления составляет
7съем =• (Сс5 "Г 1) г>
53
где ссб — число станций, обслуживаемых сборным поездом;
г — время съема, приходящееся на следование сборного по-
езда между двумя станциями обслуживания.
Элементы графика, определяющие величину г, показаны на
рис. 40, б.
г = I Тбс Н- Тск Тйп,
где Тб? — средний станционный интервал безостановочного скрещения;
тск,тнп—интервалы скрещения с остановкой и неодновременного
прибытия (минимальные).
Если сборный поезд обратного направления пропускается без
скрещения с данным, то время съема удвоится, если со скрещением —
возрастет лишь на величину г (рис. 41), так как большая часть его
используется для пропуска сборного поезда другого направления.
При каждом обгоне сборного поезда пассажирским и при скрещении
их время съема в лучшем случае уменьшится на г, в худшем — нет.
Число скрещений с пассажирским поездом и обгонов, приходящихся
на пару сборных поездов, можно принять равным
где Тсб — время хода по участку с учетом простоя на промежуточ-
ных станциях пары сборных поездов, ч; приближенно
^сб ~ (ппер + 2 ссб) Т;
пПер — число перегонов;
/“с — средний интервал между пассажирскими поездами в группе
интервалов, больший из которых не превышает Тсб [может
быть определен по формуле (1-63) при подстановке в нее
b = Ted.
Исходя из этого можно получить формулу коэффициента съема
Рис 41 Пропуск по участку с безостано
вочными скрещениями пары скрещива
ющихся сборных поездов
сборного поезда
р Д 1.5 (ссбЧ-1)
есб = Г -------'------
Т
_ wnep4-2Cc6 । (1-108)
4 лМИ
1 ПС
Однако массовые расчеты
показали, что наиболее значи-
тельно на коэффициент съема
сборного поезда влияет число
обслуживаемых станций, число
пассажирских поездов [отраже-
но в формуле (1-108) — пара-
метр /“] и соотношение скоро-
стей грузовых и пассажирских
"54
поездов [отражено в формуле (1-108) через число скрещений и обго-
нов]. Поэтому для практических целей можно усреднить часть исход-
ных характеристик и аппроксимировать формулу (1-108) выражением
₽-сб = (Ссб + 1) [0,8-0,05 ппс (1 - Лор)], (1-109).
которое и использовано в методике расчета пропускной способности
железных дорог. Коэффициенты съема сборного поезда, полученные
по формуле (1-109), приведены в табл. 12.
Таблица 12
Коэффициенты съема сборного поезда на линии с двухпутными вставками
Лпс Ссб = 3 Ссб=5 Ссб=7
Дср=0,5 Дср=0,8 Дср = 0,5 Дср=0,8 Дср=0,5 Дср=0,8
4 1,0 1,04 1,2 1,56 1,6 2,08
8 1,0 1,0 1,0 1,32 1,0 1,76
12 1,0 1,0 1,0 1,08 1,0 1,44
Коэффициенты съема на двухпутных линиях
Пассажирский поезд. Коэффициент съема пассажирского поезда
на двухпутной линии, так же как и на однопутной, состоит из двух
•частей: не зависящей от путевого развития промежуточных раздель-
ных пунктов и зависящей от него (рис. 42). Пассажирский поезд ПС
создает на ограничивающем перегоне в—г съем, время которого tc за-
висит от скоростей движения грузового и пассажирского поездов
и длины перегона. Таким образом, при достаточном количестве
обгонных путей по участку можно было бы пропустить в зоне обго-
•рОбГ ,
„обг 3 tc
на Т3 пт-д = --j---грузовых поездов. Фактически на станциях в, г
и др. (все промежуточные раздельные пункты на рис. 42 не показа-
Тсовм
Рис. 42. Схема съема пропускной способностй пассажир-
ским поездом на двухпутной линии
55
ны) может не хватить путей для обгона пассажирским поездом такого
количества грузовых поездов. Тогда возникает дополнительный съем
по путям.
На коэффициент съема пассажирских поездов влияет неравномер-
ность расположения их на графике движения. Например, зоны обго-
на Т°а6г четырех поездов ПС на рис. 42 не накладываются друг на дру-
га, поэтому съем ими не совмещается. Зоны обгона поездов ПС второго
и третьего (на рис. 42 слева направо—вторая и третья жирные ли-
нии графика) частично перекрывают друг друга, поэтому съем гру-
зовых поездов, возникающий в период У'совм, относится как к второ-
му, так и к третьему пассажирским поездам, т. е. съем совмещается.
По мере сближения этих поездов увеличивается степень совмещения
сначала съема по путям, а затем, когда интервал между ними сокра-
тится до величины, при которой нельзя пропустить грузовой поезд по
ограничивающему перегону, съема, не зависящего от путевого разви-
тия промежуточных раздельных пунктов. При пропуске этих поездов
через расчетный интервал автоблокировки съем совмещается макси-
мально и распределяется в полной мере между этими двумя поездами.
При полуавтоматической блокировке картина аналогична, отличается
лишь величина интервала между грузовыми поездами, которая в этом
случае равна сумме времени хода грузового поезда по ограничиваю-
щ'ему 'перегону (блок-участку между блок-постами) и интервала попут-
ного следования.
Не зависящая от путевого развития промежуточных раздельных
пунктов часть съема пропускной способности разделяется на эквива-
лент е0 и дополнительный съем едоп. Эквивалент (рис. 43, а) может
быть реализован в графике движения только при условии прерывнос-
ти линий хода-грузовых поездов до и после обгона пассажирским.
Практически такой график никогда не строят. Обычно соблюдается
Рис. 43. Эквивалент пассажирского поезда:
6* — с остановками грузовых поездов до и после обгона; б — безостановочное следова-
ние
56
принцип непрерывности линий хода грузовых поездов на смежных пе-
регонах до и после обгона (рис. 43, б). При этом время съема на огра-
ничивающем перегоне возрастает на величину 6=6' + 6". Она зави-
сит от многих причин: сочетания интервалов /П]Р, /от на каждой стан-
ции участка, неидентичности перегонов и взаимного их расположе-
ния, соотношения скоростей грузовых и пассажирских поездов, вре-
мени хода на каждом перегоне. С учетом 6 эквивалент пассажирского
поезда можно представить выражением
ео=,Д,.с-А.гр)+У+^+»,| (И1О)
7р
где — время хода грузового, поезда по ограничивающему' пере-
гону;
Аогр — Соотношение ходовых скоростей грузового и пассажир-
ского поездов на ограничивающем перегоне;
/°пгрр, СР — интервалы прибытия грузового поезда до пассажирского
и отправления после него на станциях, примыкающих
к ограничивающему перегону;
/р — расчетный межпоездной интервал на участке.
Влияние непрерывности линий хода грузовых поездов на эквива-
лент пассажирского поезда исследовано ’рядом авторов. А. ,Д. Карет-
ников на основе построения -и анализа опытных Графиков выявил за-
висимость
в = 0 8 — ^гр (1 А) (0'75 0,7 j) (I-111Y
, > 7 » \ 1
‘Р 7Р
где А — среднее соотношение скоростей грузового и пассажирского
поездов в пределах всего участка;
j — коэффициент неидентичности перегонов.
Введя значение (МИ) в выражение (1-110), получим при Аогр =
= А "
,ГР(1-Л)(О,25+..7Д+/;?Ч-/^ _о2. (11[2)
7р
Вся не зависящая от путевого развития промежуточных станций
часть коэффициента съема пассажирского поезда с учетом дополни-
тельного съема едоп = 0,3 составит
неп /гр(1—Д) (0,25+0,7/) /°£р+70°тгр
епс =--------------------------------(-0,1. (1-113)
ур
При пакетной прокладке пассажирских поездов
eggK = -1- Г s”*n + 1)_ 1, (1-114)
кПс L' 7р J
где кпс, /пс — среднее число пассажирских поездов в пакете и интер-
вал между ними.
57
Практически в пакетах прокладывают не все пассажирские поез-
да, кроме того, среднее их число в пакете, как правило, не превышает
двух. Обозначив отношение числа интервалов в пакете к общему чис-
лу интервалов между пассажирскими поездами через ОмИ, а средний
интервал между поездами в пакетах через /“с , напишем
7МИ'
епсПак = (1-«ми)еГ + ами-~~. (1-115)
'р
Значения «ми и можно задавать или определять как вероят-
ные величины в зависимости от размеров пассажирского движения
по формулам (1-64) и (1-65). В практических расчетах некотор'ые ис-
ходные данные /прР, 7отР, In" усредняются, что позволяет упростить
расчетную формулу коэффициента съема, не зависящего от путевого
развития промежуточных станций при следовании пассажирского
поезда на двухпутном участке по сигналам автоблокировки с ходо-
вой скоростью до 140 км/ч:
еяс == ~ АН°28 -0 00^пс) -f-1,3. (1-116)
1р
Для пассажирских поездов, следующих со скоростью 140—
200 км/ч, А. Д. Чернюгов [6] предложил увеличивать получаемое по
формуле (1-116) значение коэффициента съема на
Аепс = 1,2—0,01 ппо — Л (0,85—0,011 ппс). (1-117)
В формулах (1-116), (1-117) ппс — число пассажирских (в том
числе пригородных) и ускоренных грузовых поездов на участке, если
оно не превышает 60 пар. Если ппС > 60 пар поездов, коэффициент
съема дальних и местных пассажирских, а также ускоренных грузо-
вых поездов определяют по формулам (1-116) и (1-117), не включая
в величину ппс пригородные поезда. Затем коэффициент съема при-
городных поездов подсчитывают по формуле
Епр = -^+ — (1,2—(1-118)
/р ппр \ /р /
где ппр, /пр—размеры пригородного движения в парах поездов и ми-
нимальный интервал между ними при параллельном
графике.
На участках, оборудованных полуавтоматической блокировкой,
эквивалент пассажирского поезда в каждом направлении движения
составляет (рис. 44, а)
/°псР + ^ГР+б
/гр + ^°пГР
(1-119)
58
Рис. 44. Эквивалент пассажирских поездов на двухпутном участ-
ке с полуавтоматической блокировкой:
а — одиночного, б — пачки
где /°псгр — время хода пассажирского поезда по ограничивающему
перегону;
ТпГр — станционный интервал попутного следования поездов на
ограничивающем перегоне;
6 — дополнительная потеря времени из-за непрерывности
линий хода грузовых поездов до и после обгона.
Природа величины 6 та же, что и при автоблокировке, поэтому ее
можно получить по формуле (1-111) при /р = /Гр + Тпгр:
6 = 0,8 (/гр + т°гр) - 4Р (1 - А) (0,75 - 0,7 /). (1-120)
Введя это значение'в формулу (1-119), добавив коэффициент до-
полнительного съема едоп = 0,3 и несколько упростив выражение,
получим коэффициент съема для отдельно проложенного на графике
пассажирского поезда
иеп /Vp(l,25A+0,2/-0,4) + r°rP
' ®п с -
(1-121)
f I тогр
'гр Т-тп
При пачечной прокладке пассажирских поездов (рис. 44, б)
пач 1
еПс — •
Лпс
неп , (Лр + Тп) (кпс — 1)
ьпс т '
t _L Т0ГР
‘rp-f- [П J
(1-122)
где /спс — среднее количество пассажирских поездов в пачке.
При частично пачечной прокладке пассажирских поездов
епс1134 =(1-а;и)еГсП + а;и—-----. (1-123)
'гр-Кгр
59
Рис 45. Изменение потребности в обгонных путях на станциях двух-
путного участка:
а — 7р=10 мин, б —7р=8 мнн; в — /р=6 мин
где ЕпсП определяется по формуле (1-121), а значения Оми и /„“ —по
формулам (1-64) и (1-65) при величине /пР 4- /от = 2 (/гр А + тп).
В практических расчетах пользуются формулой, в которой усредне-
ны величины/, Тпгр, /™ и которая дает результаты, достаточно-близ-
кие к рассчитанным по формуле (1-123):
епс = (1,25А — 0,25) (0,85 — 0,02 ппС) + 1,15. (1-124)
Как уже отмечалось, кроме обычного съема пропускной способ-
ности, при пройуске пассажирского поезда по участку может возник-
нуть съем по путям. Возможность появления его раньше не учитыва-
ли, что в известной мере объясняется значительными межпоездными
интервалами (10 мин) и высоким соотношением скоростей движения
грузовых и пассажирских поездов (Аор = 0,84-0,9). Теперь же меж-
поездной интервал сократился до 8—6 мин, а Аор доходит до 0,4—0,6.
Вероятность появления съема по путям возросла.
Границы изменения величин /гР и Аор, при которых для реали-
зации максимальной пропускной способности участка с расчетным
межпоездным интервалом /р на промежуточных станциях должно
быть определенное число обгонных путей, показаны на рис. 45. На-
пример, при /гР = 30 мин Аор = 0,7 и /р = 10 мин максимальная
пропускная способность может быть реализована при наличии на
каждой станции одного обгонного пути на направление движения
(точка а), при /р = 8 мин и /р = 6 мин необходимо на части станций
иметь уже два обгонных пути (точки а' и а")- Если же величина Дор
уменьшится с 0,7 до 0,5 (от повышения, скорости пассажирских поез-
дов), то при /р, равном 10 и 8 мин, на большей части станций должно
быть по два (точки б и б'), а при /р = 6 мин на части станций по два,'
а на остальных по три обгонных пути (точка б") на направление
движения. В случае недостатка обгонных путей для одиночных пас-
сажирских поездов, проложенных на графике без совмещения зон
обгона, коэффициент дополнительного съема по путям составит
еобг= .Ггр(1-А)4/др+/от (6пс + 277обг)-1, (1-125)
4
60
где ТгР — время хода грузового поезда без остановок в пределах
участка;
/пр, ^от — интервалы, прибытия грузового поезда до пассажирского
и отправления после него на участковых станциях;
S/7o6r — число грузовых поездов, которое может быть отправлено
на участок за время Т°3бг под обгон пассажирским; его
можно считать равным числу обгонных путей для дан-
ного направления движения на промежуточных стан-
циях участка.
Расчеты показывают, что с высокой точностью можно принять от-
ношение съема по путям, приходящегося на каждый интервал между
пассажирскими поездами, меньший Тзбг, к съему на каждый интервал,
равный и больший 71бг,
гМИ
________'пс________
Тгр(1 — Д)+/пр-Нот
где /"с — средний малый интервал между пассажирскими поезда-
ми (когда зоны обгона накладываются друг на друга), оп-
ределяемый по формуле (1-63) при
Т’грО—A)+Aip+A)t „
_ пао.
Тогда средний съем по путям на
ставит
один пассажирский поезд со-
eg6r=C ..^(.1-^+^+^.. ._(Впо + 277обг)-1 1 X
L ;р J
7 МИ
1 ПС
1 «ми+«ми Ггр(1_д) + /пр + /от
(1-126)
где ами — доля малых интервалов на графике, определяемая по фор-
муле (1-62) при той же величине Ъ.
Для практических расчетов эта формула приведена к виду
еп°бГ=Ь^р (1_&L + 0|5_епс_£ ^бг] Т)> (М27)
^ми
для чего принято /пр+/от= 1,5 /р, а т] = 1-ами+ами „ п --
*гр (1 —Д)+1 >5/р
(рис. 46, где (Г—Д) + 1,5/р). Таким образом, на двухпут-
ной линии величины коэффициентов съема, определенные по формулам
(1-116), (1-117) и (1-124), должны быть проверены на обеспеченность
обгонными путями на промежуточных станциях в соответствии с не-
равенством
2/70бг> 7гра,-^)-_едс + 0,5. (Г-128)
7р
61
Рис. 46 График для определения коэффициента г)
Если это неравенство не удовлетворяется, то будет дополнитель-
ный съем по путям, который надо подсчитать по формуле (1-127).
На участках с полуавтоматической блокировкой проверку на обеспе-
ченность обгонными путями и расчет величины епбг делают по форму-
лам (1-128) и (1-127) с подстановкой в них величины /р = /гР + тп.
Результаты расчетов по формулам (1-1)6), (1-124) и (1-127) даны
в табл. 13.
На сети дорог курсируют местные и пригородные пассажирские
поезда, у которых участковые скорости меньше, чем у грузовых Од-
нако категория их преимущественна перед грузовыми. Рассмотрим
два случая следования таких поездов по участку (рйс. 47), когда обгон
Таблица 13
Коэффициент съема пассажирских поездов иа двухпутных линиях
Средства связи при движении поездов «ПС Л=0,5 Д=0,8
*,.p=24 мин /Гр—30 мии «гр= 24 мин № S S о СО II Л
епс робг* п епс еобг* п
Автоблокировка, /р = 8мнн 15 2,41 1,11 2,68 2,30 1,74 1,85
30 2,30 0,68 2,55 1,61 1,70 1,80
45 2,19 0,49 2,41 1,10 1,66 1,74
60 2,08 0,37 2,27 0,80 1,61 1,69
Полуавтоматическая блоки- 10 1,40 — . 1,40 — 1, 64
ровка 20 1,32 1,32 — 1,49
• Рассчитан для участка с 15 промежуточными станциями, имеющими по одному обгно -
ному пути иа направление движения при Ггр=12,8<гр
62
их грузовыми запрещен и разрешен. В первом случае время съема пас-
сажирского поезда составляет
^с =/от + Лгс + ^”т + ^пр — ^гр — 1р>
а во втором
/с= /0Т+ Т’по + 2/ст + тобг (?об~?"т) + /пр— Л-р— (тобг + 1)>
где Тпв, Тгр — время хода пассажирского и грузового поездов по
участку без остановок;
tci, 2/"т — время одной стоянки и сумма времени стоянок пас-
сажирского поезда у платформ и на промежуточ-
ных станциях с учетом потерь на разгоны и замедле-
ния;
/иобг — число обгонов пассажирского поезда грузовыми;
/об — время стоянки пассажирского поезда под обгоном.
Разность между временем съема во втором и первом случаях /" с—
— tc = /иОбг (^об — ^ст — /р), как правило, положительна, так
как стоянка пассажирского поезда под обгоном больше, чем сумма
расчетного интервала и времени стоянки его при отсутствии обгона.
Например, /о6 при автоблокировке больше 12 мин, а сумма /р + /сг
при расчетном интервале 8 мин может не превысить 10 мин. Таким
образом, для расчета коэффициента съема пассажирского поезда', сле-
дующего с участковой скоростью, меньшей, чем грузовые, целесооб-
разно принять время съема исходя из схемы, изображенной на
рис. 47, а. При этом для участка с автоблокировкой
Тле 4* ^ст —Т’гр 4* /пр + 70т
Усреднив значение —°р~г —
/ р
М Тп0 + 2Уст —^гр ,пк
5пс =------------------Н 0,5.
(1-129)
На участках 'с полуавтома-
тической блокировкой, где
^р=Аф+тп>
т 7ПС+ »сптс-Тгр
ЕПс — _
/гр + тп
+ 0,5.
(1-130)
Имея в виду, что иногда по-
езда пропускают по схеме, при-
веденной на рис. 47, б, в мето-
дике указано: в величину S/ст
не включают стоянки продолжи-
= 1,5, получим
Рис. 47. Схема пропуска по участку пас-
сажирского поезда со скоростью, мень-
шей, чем у грузового
63
тельностью при автоблокировке 8, при полуавтоматической блокиров-
ке, телефонной (телеграфной) связи 30 Мин и более.
Сборный поезд. На двухпутном участке при автоблокировке сбор-
ный поезд пропускают по перегонам от одной станции обслуживания
до другой в пакетах с прямыми грузовыми поездами с интервалом /р.
Поэтому при параллельном графике его коэффициент съема составит
Всб₽ = 1 + Ссб-
При непараллельном графике сборный поезд пропускают в пе-
риод наиболее интенсивного следования, пассажирских поездов, ч-Л-
бы максимально использовать создаваемое ими время съема (рис. 48).
На перегоне в — а при отсутствии сборного поезда сквозной грузовой
поезд можно сдвинуть вправо только до штриховой линии и время 6
не будет использовано. Съем же сборного поезда в данном случае
6
уменьшится на величину -г- за счет использования съема пассажир-
•'р
ского. Учитывая вероятностный характер использования для про-
пуска сборного поезда времени, снятого пассажирским, можно счи-
тать, что
ес6=1 + ссб-0,75^1.,
zp
'где коб — число обгонов сборного поезда пассажирским;
6 — время съема пассажирского поезда, используемое при
пропуске сборного.
Исследование последнего члена этой формулы показало, что она
может быть представлена так
Рис. 48 Схема пропуска сборного поезда на двухпутном уча-
стке с автоблокировкой при непараллельном графике
64
При полуавтоматической блокировке меняется только методика
определения коэффициента съема на параллельном графике, так как
в этом случае от одной обслуживаемо^ станции до другой сборный по-
езд пропускается не с единым /р, а с разными межпоездными интер-
валами, зависящими от неидентичности перегонов (рис. 49). Учиты-
вая экономию времени съема на них против максимального на огра-
ничивающем перегоне + тп, можно принять
8сб = 1 + сОб (2/ — 1).
При непараллельном графике из этого коэффициента вычитается,
так же как и при автоблокировке, величина 0,7& , при-
чем в данном случае /р =<= /°рр +тп. В конечном счете, формула для
определения коэффициента съема сборного поезда при полуавто-
матической блокировке примет вид
„ 11 /9- П ^Р₽И2^б + (»ст+1)(1-Дср)]0,55 '
еСб = 1 + ссб (2j — 1)-----------------—-------------------> 1, (1-132)
* ПС
где / — коэффициент неидентичности перегонов;
7п? — средний интервал между пассажирскими поездами в период,'
равный разности времени нахождения на участке сборного
и пассажирского поездов.
Вероятное значение при пропуске сборных поездов в периоды
интенсивного пассажирского движения определяют по формулам
(1-62) и (1-63) при подстановке в них
Ь— ^Р^^сб + ^сб + ВО—Аср)] Пдс
— 24
3 Заг. 984
65
На основе массовых расчетов к выражение (1-131) и (1-132) подоб-
раны более простые аппроксимирующие функции, в которых ряд ис-
ходных данных усреднен. В результате подучены формулы, которые
вошли в действующую методику и практически используются на до-
рогах:
при автоблокировке (диспетчерской централизации)
8С6 = (ссб + 1) [1 - 0,02 ипс (2 - Дор)1 > 1; (1-133)
при полуавтоматической блокировке
есб = И + ссб (2/— 1)] [1—0,03 пп0 (2 - Дор)] > 1. (1-134)
Результаты расчетов по ним приведены в табл. 14.
Таблица 14
Коэффициенты съема сборных поездов на двухпутных линиях
Средства связи при движении поездов ппс Л СР~°>5 дср=°-8
ссб=3 есб=5 ссб-7 ссб=3 ссб=5 есб-7
Автоблокировка, /Р=8 мин 15 2,2 3,3 4,4 2,56 3,84 5,12
30 1,0 1,0 1,0 1,12 1,68 2,24
45 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
60 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Полуавтоматическая блоки- 10 1,54 2,2 2,86 1,79 2,56 3,33
ровка 20 1,0 1,0 1,0 1,0 1,12 1,46
Пригородные линии
Пропускная способность пригородных линий [5], [6] определяется
в зависимости от числа главных путей, средств связи и принятой орга-
низации движения поездов. На многопутном пригородном участке, обо-
рудованном автоблокировкой, за расчетный час в поездах по каждо-
му пути (при одностороннем пропуске поездов) для каждой зоны
она равна:
1. Параллельный график движения пригородных поездов (рис.
50, а)
(1-135)
/тт
где /тт — расчетный интервал между пригородными поездами-тихо-
ходами, мин.
Если в час утреннего или вечернего максимума пригородного дви-
жения проложены дальние пассажирские поезда (рис. 50, б, в), то
наибольшее число пригородных поездов определяют по формуле
час 60 п „чао „п „час /т iqc\
И-пр. п— ~ ^ск Иск Вцс Ипс , (1-13о)
/ тт
66
где е"к, е"с — коэффициент съема соответственно скорых и пасса*
< жирских поездов;
«скС, «псС — число пропускаемых в пригородной зоне поездов этих
категорий за час.
Если скорости движения дальних пассажирских и пригородных
поездов одинаковы, то коэффициент съема пассажирского поезда при-
нимают равным 1. Скорость дальнего пассажирского поезда выше,
чем пригородного (рис. 50, б); его коэффициент съема составит
еПс = -х(-Г-п)- + 0,3, (1-137)
"где /х —время хода пригородного поезда по рассматриваемой зоне;
Дп — соотношение скоростей движения пригородного и дальнего
поездов.
В случае превышения скцрости пригородного над скоростью даль-
него поезда (рис. 50, в) коэффициент съема последнего определяют по
формуле
е;е==3.(1~М+0|7) (1.138)
/ тт
где tx — время хода дальнего пассажирского поезда по I (или. дру-
гой) зоне;
Ддр — соотношение скоростей движения дальнего и пригородного
поездов.
По этой формуле подсчитывают коэффициент съема любого друго-
го поезда, например грузового со скоростью движения, меньшей, чем
у пригородного.
2. Зонный непараллельный график движения пригородных поез-
дов (рис. 51)
/$Сп=~, (1-139)
*сс
где/с0 — расчетный интервал между пригоррдными поездами-ско-
роходами.
В пределах каждой зоны обращаются пригородные поезда как ско-
роходы, так и тихоходы (рис. 51, а). Коэффициент съема тихоходов
(по отношению к скороходам) находят по формуле
“та- » г 1 ’ ’ 4 '
1 ос
где /тт — время хода пригородного поезда-тихохода;
Доо — соотношение скоростей движения тихохода и скорохода.
По этой формуле подсчитывают коэффициент съема поезда любой
категории (например, грузового), имеющего скорость меньше, чем
пригородного скорохода. Если в интенсивный час пригородных пере-
возок на графике проложены дальние пассажирские поезда со ско-
3* 67
Рис. 50. Схема параллельного графика Рис. 51. Схема непараллельного
движения пригородных поездов графика движения пригородных
поездов
ростью, большей, чем у пригородных поездов-скороходов (рис. 51,6),
то коэффициент съема составляет
—^+2.1- (1-141)
/сс
где /сС — время хода по пригородной зоне пригородного поезда-ско-
рохода;
Аск — соотношение скорости движения скорохода и дальнего пас-
сажирского поезда.
Коэффициенты съема грузовых поездов, скорости следования кото-
рых не ниже пригородных, определяют по формулам (1-137) или (1-141)
соответственно при параллельном и непараллельном графиках дви-
жения, причем в них вместо t'x и t'cc подставляют время хода грузового
поезда /гр и соответствующие соотношения скоростей движения.
Результативная пропускная способность линии
Для определения результативной пропускной способности линии
(направления) ца каждом участке подсчитывают максимально возмож-
ные размеры движения грузовых поездов по формуле
Пгр = П 2епс Лпс (Еуск 1) ^уск _ (®сб 1) ^сб> (1-142)
где п — пропускная способность участка при параллельном
графике;
2 Впс^пс — сумма произведений коэффициентов съема пассажир-
ских поездов разных категорий (i — номер категорий)
на их количество;
Еуск — коэффициейт съема ускоренных поездов, который при
следовании их с повышенными против остальных гру-
зовых скоростями определяется по тем же формулам,
что и для пассажирских поездов;
есб — коэффициент съема сборных поездов;
,пУок> «сб — заданное число ускоренных и сборных поездов.
€8
На участках, где пропускную способность при параллельном гра
фике определяют в пассажирских поездах, заданным является число
грузовых поездов всех категорий, а число пассажирских поездов оп-
ределяют по формуле
^пс= ®скв ^скв ®сб «сб ®уск ^уск> (1-143)
где бскв — коэффициент съема сквозных грузовых поездов;
пскв — число сквозных грузовых поездов.
В иТоге пропускная способность при непараллельном графике
представляет собой сумму грузовых пгр и пассажирских пп0 поездов
в физическом исчислении. Результативной для линии (направления)
является пропускная способность участка, где она наименьшая. Коэф-
фициент использования пропускной способности участка устанавли-
вают из соотношения приведенных фактических размеров движения
и пропускной способности- при параллельном графике:
п?р+^епсппс~КеУск — 1) пуск + (8сб~1) псб • „ . . ..
<Ь ,
где ПгР — фактически пропускаемое по участку количество грузо-
вых поездов всех категорий.
На участках, где пропускная способность при параллельном гра-
фике определяется в пассажирских поездах, в числитель формулы
(1-144) подставляют выражение п*с + ескв пскв + еуск ПуСК + sc6 исб,
где «„с — фактически пропускаемое по участку количество пассажир-
ских поездов.
На пригородных линиях результативную пропускную способность
и коэффициент ее использования определяют наиболее загруженные
зоны. В рвде случаев необходимо знать уровень использования про-
пускной способности участка отдельными категориями поездов. Тогда
в числителе формулы (1-144) оставляют величину приведенных раз-
меров движения (с учетом коэффициента съема) тех категорий поездов,
для которых требуется определить этот уровень.
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТОВ
Основное направление в совершенствовании расчетов пропускной
способности заключается, с одной стороны, в изыскании наиболее
точных способов определения коэффициентов съема’различных катего-
рий поездов, в том числе грузовых с разными весовыми и скоростными
характеристиками, а с другой,'— в широком использовании электрон-
ных вычислительных машин (ЭВМ). В перспективе применение их
позволит моделировать максимальный график движения на‘участках
п направлении и тем самым устанавливать их пропускную способность.
При этом можно широко варьировать исходные данные, что обеспечит
более точное и быстрое исследование влияния разных факторов на
пропускную способность дорог. На пути разработки алгоритмов и про-
грамм такого моделирования стоят довольно значительные трудности.
69
Таблица 15
Этапы разработки графиков движения поездов на ЭВМ-
Страна, дата разработки, автбр, ЭВМ Принцип алгоритмизации, метод решения Результат
Канада, 1959 г, группа инженеров Канадско-Ти- Однопутный график движения Первым всегда пропускает- Параллельный график
ся поезд, имеющий преиму- для шести пар грузовых
хоокеанской железной щество по старшинству, из поездов на участке
дороги, ИБМ-709 поездов одинаковой катего- Эйбел—Оунен с десятью
рии задерживается тот, ко- раздельными пунктами
СССР, 1950 г, ЦНИИ МПС, Е В Ададурова, торый позже проходит через* ближайший раздельный пункт С помощью расчетных схем Параллельный график
прокладки поездов форми-
Ю С Хандкаров, руется график с дополни-
«Урал-1» тельным анализом и увяз-
США, 1961—1962 гг., кой отдельных смежных элементов вручную Моделирование логических Облегчение планирова-
ЭВМ ИБМ-650 операций графиста при про- ния и регулирования дви-
кладке грузовых поездов в жения поездов на участ-
зоне влияния пассажирско- ках с диспетчерской цент-
го поезда. Конфликтные си- рализацией
СССР, 1961—1965 гг, туации решаются с учетом старшинства поездов Представление графика в График для шести пере-
Институт кибернетики виде двоичных чисел; по- гонов с размерами дви-
АН УССР, Б. Дель- шаговая оптимизация част- жения шести пар грузо-
Рио, М-20 ных решений по прокладке вых и десяти пар пасса-
грузовых поездов с увязкой жирских поездов без су-
— результатов точного замыкания
СССР, 1961—1966 гг, ЦНИИ МПС, лиижт, Решение о пропуске поездов Вариант графика на
принимается на основе рас- 1—4 ч
Б А Завьялов, УМШН смотрения одной конфликт-
«Днепр» ной ситуации, которая уста-
СССР, 1962 г, ОмИИТ, М В. Лаврентьев, навливается анализом по- ездного положения на три перегона вперед и два назад Динамическое программи- Опытные фрагменты гра-
рование фика на небольшие отрез-
«Урал-1» ки времени
СССР, 1963 г, ЛИИЖТ, А. Т Барткус, «Минск-1» Представление графика в Опытные фрагменты гра-
виде задачи линейного. фика на трех-четырех пе-
программирования регонах
Англия, 1960—1963 гг, Выбор варианта графика Нет данных
ИБМ-650, ИБМ-7030 определяется серией «вопро-
СССР, 1966 г, ЦНИИ МПС, В. К. Суворов, сов» н «ответов» с учетом прокладки поезда, его стар- шинства и последствий за- держки на 1 мин менее срочного поезда Вариант графика кодирует- График для участка с за-
ся в виде двоичных чисел полнением пропускной
«Урал-4» Решение о пропуске поез- способности не более 0,7
дов в конфликтных ситуа- при непакетном движении
70
Продолжение табл. 15
Страна, дата разработки, автор, ЭВМ Принцип алгоритмизации, метод решения Результат
циях путем статистических испытаний и определение направления дальнейшего перебора вариантов
СССР, 1972 г., ЦНИИ МПС, Г. Н. Тихонов, «Урал-14» Эвристический метод приня- тия решений при разработке графика на основе изучения опыта инженеров-графистов Немаксимальный и мак- симальный непакетный графики на участке
СССР, 1973 г., АН Узб. ССР, Д. Джали- лов, БЭСМ-4 Перебор ограниченного чис- ла вариантов графика для принятия решений о пропу- ске поездов в конфликтных ситуациях. Использование графопостроителей Немаксимальный и максимальный непакет- ный графики иа участке. Автоматическое изобра- жение линий хода поез- дов
Двухпутный график движения
СССР, 1960 г., ЦНИИ МПС, Е. В. Ададурова, Ю. С. Хандкаров, «Урал-1» Выбор линий хода с наи- меньшими затратами време- ни на проследование поез- дов Фрагменты прокладки поездов, опытное по- строение максимального участкового графика
СССР, 1964 г., ХабИИЖТ, В. Д. Гаври- лов, «Урал-2» Отправление грузовых поез- дов через равные отрезки времени — исходный вари- ант; проверяется возмож- ность вывода поездов из-под обгона для достижения бо- лее высокой участковой ско- рости Полуавтоматическое со- ставление графика, тре- бующее улучшения про- кладки поездов вручную
СССР, 1963—1970 гг., МИИТ, Н. А. Самарина, «Урал-2», «Урал-14» Суточный период делится на отрезки времени — зоны влияния срочных поездов. Наивыгоднейший в ари ант принимается как сумма оп- тимальных решений График на заданный или максимальные размеры движения
СССР, 1964—1965 гг., ЦНИИ МПС, С. В. Ду- налян, «Урал-4» Преобразование исходной информации, определяющее возможные зоны отправле- ния грузовых поездов, рав- номерная прокладка ниток с заданным интервалом, корректировка с учетом опе- режения (задержки) в от- правлении поездов Участковый график на заданные размеры дви- жения
СССР, 1965—1970 гг, ЦНИИ МПС, Е. М. Тиш- кип, И. Т. Козлов, «Урал-14» Прокладка на графике всех возможных ниток для поез- дов через 1 мин. Последую- щий. выбор ниток для задан- ного числа поездов или мак- симальных размеров дви- жения График на заданные или максимальные размеры движения 7
7Г
Ведь инженер-графйст или диспетчер четко представляет геометрию
линий хода поездов разных скоростей, хранит в памяти большую инфор-
мацию, которая характеризует данный участок, умело использует
накопленный опыт для принятия рациональных решений, быстро от-
бирает, анализирует и оценивает конкурентоспособные варианты. Фор-
мализовать этот сложный процесс для ЭВМ — не простая задача.
Однако в решении ее имеются определенные достижения. Из табл. 15
видно, что, в отдельных разработках уже получены модели максималь-
ных графиков движения поездов, которые в принципе и представляют
расчет пропускной способности участка. Сетевого значения эти разра-
ботки не получили, так как имеют еще ряд недостатков. *На основе
последних исследований ЦНИИ МПС, МИИТ и ХабИИЖТ разработа-
на типовая методика составления двухпутного графика на любые и
однопутного — на максимальные размеры движения. По ней после
апробации будут разрабатывать типовые алгоритмы и программы со-
ставления графиков на ЭВМ, которые, по-видимому, позволят начать
постепенный переход от расчета пропускной способности участков
по аналитическим формулам к моделированию максимальных графиков
движения; однако аналитический метод не утратит своего значения для
предварительных расчетов при планировании реконструктивных ме-
роприятий, сравнении вариантов развития линий и др.
5. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ
НА ЗАРУБЕЖНЫХ ДОРОГАХ
Принципиальные положения расчета пропускной способности
участков по перегонам на зарубежных дорогах можно показать на при-
мере Германской Демократической Республики и Японии. В других
странах применяют либо подобные методы в различных модификациях,
,либо используют (частично или полностью) опыт СССР. В Германской
Демократической Республике разработан метод расчета с использо-
ванием теории вероятностей [2], [39] и [40], которым пропускную
способность определяют для совокупности обращающихся категорий
поездов на ограничивающем перегоне участка по формуле
п = , (1-145)
Яисп
где п' — предусмотренные в действующем графике размеры дви-
жения в поездах;
^исп — коэффициент использования пропускной способности пе-
регона, показывающий, какую часть времени суток этот
перегон занят для пропуска поездов, предусмотренных
графиком.
Для установления величины &иоп составляют таблицу (см. табл. 16).
Количество интервалов на одной из станций, ограничивающих перегон,
п' (с индексами) и величину этихщнтервалов т (с индексами) определяют
следующим образом.' Индекс 1,1 означает ситуацию на графике, при
которой поезд группы, характеризуемой временем хода 4, прибывает
на станцию вслед за поездом той же группы; индекс tn, п — после
72
Таблица 16
Произведения количества интервалов между поездами на их величину (в поездо-мин по одной
из станций, ограничивающих перегон)
Время хода первого поезда по ограничиваю- щему перегону, мин Время хода второго поезда по ограничивающему перегону Ито го
Нечетное направление Четное направление
*1 i2
Нечетное направление
h п1,1 т1,1 П1,2 T1,S-" nl,mxl,m rtl,m-f-l Tl,«+!•• ninxi,n 2n'l,ixl,i
ti пг, 1 х2,1 П2,2 n2,mx2,m n2,m+l T2,« + !.•• n2,nX2,n ^П2,1Х2,1
?тп пт, \ хт,1 nm,2 Tm,2-” ntn,m 1 f** ^m,n ^m,n
Четное направление
Ап+1 пт+ 1,1 Tm-|-1,1 пт+1,2Гт+1,2--- nm + l,m Tm-f- l,m ^m-4-1,« l,n 2n!n+l,i Tm+ 1, Z
tn Пп, 1 тп, 1 nn,2 xn,2--- nn,m xn,tn nn,m-t-1 xn,m-{-1 nn, n xn,n ^nn,ixn.i
Итого . . . 3 Sn'i,lxi,\ 2 i 2 • • • ^ni, m xi,tn n xi,n 2п'т
прибытия на станцию поезда одного направления с временем хода tm\
с нее в противоположном направлении отправляется поезд с временем
хода по перегону tn. Каждой ситуации соответствует один интервал
на данной станции, ограничивающей перегон. Число ситуаций п' и
соответственно интервалов подсчитывают по действующему графику
движения. Минимальные же значения интервалов т определяют в за-
висимости от существующих средств связи и СЦБ на данном участке.
На рис. 52 приведен пример определения величин минимальных
интервалов на станции А для некоторых ситуаций на однопутном пе-
регоне. Если’предположить, что на действующем графике движения
интервалы, соответствующие возможным ситуациям из трех нечетных
и трех четных поездов, распределены так, как показано в табл. 17,
то коэффициент использования пропускной способности данного пе-
615
регона составит /гисп = = 0,427, а пропускная способность пере-
40
гона п = = 93 поезда. По группам поездов пропускную способ-
ность распределяют в соответствии с удельным весом каждой группы
в действующем графике (табл. 18). Резерв времени, в течение которого
ограничивающий перегон свободен в расчете на каждый проложенный
на нем поезд, определяется из условия
, 1440— Sn' т
Гер — ;
п
(1-146)
В рассмотренном примере ГсР = “ = 20,6 мин.
Немецкие специалисты предлагают различать и рассчитывать три
пропускные способности:
теоретическую (основную), получаемую при параллельном графике
и упорядоченном движении поездов (парный непакетный или пакет-
ный график с чередованием поездов по направлениям) — по формуле
(Ы45);
возможную при вероятностном (случайном) распределении поездов
с различным временем хода по ограничивающему перегону и по на-
правлениям движения — также по формуле (1-145);
практическую при вероятностном распределении поездов, как и в
предыдущем случае, но с учетом нормированного резерва времени на
74
Таблица 17
Произведения количества интервалов между поездами на их величину
(в поездо-мин по станции А, ограничивающей перегон А —Б)
Время хода первого поезда по перегону Л—Б, мин Время хода второго поезда по перегону А—Б Итого
Нечетное направление Четное направление
21 27 24 18 15 12
Нечетное направление 21 1X8 1X6 1X43 1X40 2X37 171
27 1X11 — 2X9 1X49 1X46 — 124
24 — 2X6 3X8 1X46 2X43 1X40 208
Четное направление 18 1X3 1X4 2X7 1X6 27
15 1X3 1X4 2X4 >1X10 1X7 2X6 44
12 2X3 1X4 1X4 1X12 1X9 1X6 41
Итого 31 26 58 160 202 138 615
Таблица’ 18
Распределение пропускной способности перегона А—Б по группам поездов
Время хода поезда по перегону А—Б, мин Количество поездов в действующем графике Удельный вес группы поездов, % Пропускная способность перегона А—Б
Нечетное направление 21 6 15 14
27 5 12,5 11
24 9 22,5 21
Четное направление 18 5 12,5 - 12
15 8 20 19
12 - Г 17,5 16
Итого 40 100 93
каждый поезд rcv. Величина коэффициента использования пропускной
способности ограничивающего перегона устанавливается после состав-
ления табл. 16 rio формуле
ь _ Зп'т+п'гср
исп 1440 ’ 47'
Если принять для условий ГДР значение rcv =75 мин, то в рассмат*
риваемом примере йисп = —— - = 0,567 и практическая про-
пускная способность перегона составит и = -а--а- ж70'поездов, т. е.
почти на—од— 100 « 25% меньше, чем возможная.
75
Метод ГДР в условиях работы советских дорог имеет ряд недо-
статков. Он не учитывает увеличения съема пропускной способности
пассажирскими, ускоренными грузовыми и другими поездами преиму-
щественных категорий на ограничивающем перегоне против минималь-
но возможного по условиям пропуска их в целом по участку. Такое
увеличение обусловливается непрерывностью линий прокладки поез-
дов до и после обгона в пределах участка. Не учитывается влияние на
пропускную способность перегона путевого развития ограничивающих
его и других промежуточных станций. Можно показать, что достаточ-
ное для пропуска предусмотренных графиком поездов (при неполном
заполнении пропускной способности) путевое развитие их в ряде слу-
чаев недостаточно при полном использовании пропускной способности
участка. Методика не позволяет оценить перспективы освоения пере-
возок при непропорциональном росте размеров движения поездов
разных категорий протйв заложенных в графике, так как не предусмат-
ривает расчета их коэффициентов съема. Для расчета пропускной спо-
собности на перспективу, когда нет графика движения поездов, при-
ходится создавать модель случайного (вероятностного) графика, что
связано с определенными трудностями и затратой времени.
В Японии пропускную способность участка разделяют на два вида:
теоретическую и практическую, причем^первая определяется непо-
средственным расчетом, а вторая через максимальный коэффициент
использования первой. Формула расчета теоретической пропускной
способности участка, предложенная Теуро Ямагиси, имеет вид
1440.2
П =---------------------------------------------------
(^м тах+^+О'^м скр) 21 (/обгЧ-^скр) ^ост
(1-148)
где /м шах — время хода поезда низшей скоростной категории
(обычно сборного) по ограничивающему перегону, мин;
т — минимальный станционный интервал, мин;
^мсйр — дополнительный простой при скрещении поезда низ-
шей скоростной категории с таким же поездом обрат-
ного направления, мин;
kM — доля поездов низшей скоростной категории в общих
размерах движения;
/Скр> ^обг — дополнительные простои сверх минимальной нормы
поезда низшей скоростной категории соответственно
при скрещении и обгоне его поездом более высокой
категории, мин;
£ост — Д°ля в общих размерах движения каждой категории
Поездов, кроме низшей.
В расчетах обычно учитывают четыре категории поездов с раз-
ным временем хода по ограничивающему перегону: скорые пассажир-
ские, местные пассажирские, прямые грузовые и сборные (низшая ка-
тегория). Удельный вес каждой категории в общих размерах движения
установлен действующим графиком илщ задан. В частном случае для
76
каждого пути двухпутной линии с односторонним движением- форму ла
(I-I48) имеет более простой вид:
1440
(1-149)
п =-----------------------.
(Ki шахЧ" т) 2/0бг йост
Значения величин скр, /скв, /обг ^досчитывают аналитически по
специальным формулам, учитывающим количество станций, на кото-
рых могут выполняться скрещения и обгоны поездов и др. Макси-
мальный коэффициент использования теоретической пропускной спо-
собности находят по формуле
j^max_। ^1 (Г1 + г1) + (Гг+ггЦ-^э (7’з + г1 + г2)+^1 (Г4+ rt) (1-150)
Т3, Т4
1440
где 7\, 7\, — продолжительность периодов суток, не пригодных для
движения соответствующих категорий поездов по техно-
логическим или другим причинам, мин;
k3, ki — доли'категорий поездов в общих размерах движения;
rlt г2 —резервы времени, мин: общий —обычно в размере 5%
времени суток (гх = 72 мин) и на «окна» для текущего
содержания устройств (г2 = 90 мин).
Возьмем' для примера данные из расчета по немецкой методике и
примем в качестве поезда низшей скоростной категории поезд с вре-
менем хода по ограничивающему перегону /Мтах = 27 мин, а удельный
вес их в общих размерах движения = 0,125. Если значенйя осталь-
ных расчетных величин принять в'размере: т = 6 мин; /м ско = 24 мин;
4бг = 8 мин; ZCKp = 21 мин; k0CT — 0,875, то по .формуле (1-148)
получим теоретическую пропускную способность участка п =
1440-2 _
(27 +6+05-24) 0,125-Н8+21) 0,875 ~ Уг> поезДа-
Как правило, в расчетах пропускной способности принимают, что
поезда III категории (прямые грузовые) можно пропускать в любое
время, а IV категории (сборные)—лишь в светлое время суток. Время
пропуска поездов I и II категорий (пассажирских скорых и местных)
устанавливает исходя из местных условий. Если в соответствии с этим
принять T1=^Ti = Ts~ 0, а 7\ = 720 мин, то с учетом t\ = 72 мин,
г2 = 90 мин максимальный коэффициент использования теоретической
пропускной способности участка (при kt — 0,15; k2 = 0,20; ka =
= 0,525) составит
Тшах _ , 0,15-72 + 0,20-90+ 0,525 (72 + 90) + 0,125 (720 + 72) n QC
"исп — * —’ - - - ---. - . — „ —= и,оО.
1440
В Японии существуют и другие приближенные способы расчета
пропускной способности участков, например Язуюки Нйсино и др.
Таким образом, здесь, так же как и в ГДР, основными исходными
данными являются нормативы графика движения: времена хода, стан-
ционные интервалы, продолжительность Стоянок поездов, отношения
числа поездов разных категорий к общим размерам движения. При-
менительно к условиям советских железных дорог всем этим способам
7-7
присущи те же недостатки, что и в ГДР. Однако они в большей мере
учитывают конкретные местные условия при определении так называе-
мых дополнительных простоев поездов сверх минимальной нормы при
скрещениях и обгонах (/м.скв, 4нп, /Обг)-Это повышает возможность
получения более точных результатов.
6. ПРИМЕР РАСЧЕТА
Направление Д—А (рис. 53) состоит из участков: однопутных Д—Г и Г—В
и двухпутных В—Б и Б—А. Последний оборудован автоматической, остальные
три — полуавтоматической блокировкой. На части направления Д—В эксплу-
атируется поездной тепловоз 2ТЭ10 при унифицированной весовой норме гру-
зовых поездов в грузовом направлении 4000 т. Остальная часть направления
В—А электрифицирована на переменном токе. Здесь эксплуатируется поезд-
ной электровоз ВЛ80 при той же весовой норме грузовых поездов. Унифи-
цированная длина поезда на всем направлении 50 физических вагонов. Ведо-
мость расчета пропускной способности перегонов при параллельном графике
приведена в табл. 19.
На участке Д—Г парный график движения (₽я = 1), поэтому пропускную
рпособиость его перегонов подсчитывают по формуле (1-4). Пропускная спо-
собность участка 29 пар поездов — ограничивающий перегон tn—I. На участке
Л—В непарный график (Рн =*0,89) и пропускная способность его перегонов оп-
ределяется в нечетном (преимущественном) направлении по формуле Н-6),
Средстбасбя- зи при движе- нии поездов 1 а б 1
А 8 777 0 б Л О К U робка
1 пасс плиг V о 7 11 1 10 я 0 21
груз у 4 7 1В 7 11 9 6 21
* 5 7 11 7 11 9 6 22
груз. в 6 10 15 5 10. 11 6 21
босс. 7 б 10 15 5 12 9 5 20
So приг 7 5 10 15 5 10 11 6 20
Пол у ад то блокировка
13 16 11 11 6 5 6 0
13 18 12 13 6 5 7 0
10 20 13 10 7 5 7 6
15 11 - 12 12 71 0 6 6
10 10 15 16 11 12 ~ТГ 12 7 8 0 0 6 6 5 5
Условные обозначения:
jijjl ----- пассажирские и пригородные поезвд
fllWT ----- грузовые (кроме сборных}
^^Полуавтаблокировка, ----------сорные
Рис. 53. Схема поездопотоков
78
в четном —по формуле (1-7). На двухпутном перегоне в—а пропускная способ-
ность определена при безостановочном движении отдельно в нечетном и чет-
ном направлениях по формуле (1-31)^
Пропускная способность участка показана в последней графе табл. 19
дробью: числитель — в нечетном (преимущественном), знаменатель — в четном
направлении. Ограничивающий перегон/ — е.
На участке В—Б иа двух перегонах находятся посты О и М, которые поз-
воляют отправлять поезда пакетами с интервалами в обоих направлениях 10 мин
на перегоне В—к и соответственно 10 и 11 мин на перегоне к—л. Пропускная
способность этих перегонов определена по формуле (1-30), а остальных — по
формуле (1-31). Ограничивающий перегон на данном участке и—з. Расчетный
межпоездной интервал в пакете на участке Б—А 8 мин в нечетном и четном на-
правлениях движения, поэтому пропускная способность его перегонов одина-
кова — 180 поездов. На участке есть посты без путевого развития е и г, которые
используются как остановочные пункты для пригородных поездов, а,кроме того,
пост а — предузловой на подходе к узлу А. В расчетах они не приняты во вни-
мание, так как не влияют на пропускную способность.
В графах 3—10 табл. 20 приведены данные из действующего графика дви-
жения поездов и предыдущего расчета пропускной способности участков при
параллельном графике. В дробных величинах числитель относится к нечетному,
а знаменатель — к четному направлению. Участок Б—А для расчета коэффи-
циентов съема пассажирских и ускоренных грузовых поездов разбит на три час-
ПолуабтоЗлокировка
в п 8 9 7 15 в 7
я 15 9 10 8 17 9 8
/Z 20 12 18 11 20 17 10
12 29 12 13 11 17 W 15
в 9 16 18 8 9 9 10 7 8 13 15 9 10 8 9
ПолуавтоВлокироВка.
9 <7 10 71 13 /4 7 7 18 6
9 10 11 в 15 16 8 в 11 7
1k 74 18 12 19 20 11 11 /4 10
9 15 17 12 20 10 11 12 16 11
6 7 Ю 11 11 13 8 9 15 17 15 18 7 8 8 9 10 12 7 7
иа направлении Д—А
79
Таблица 19
Ведомость расчета пропускной способности направления
при параллельном графике
Участки и перегоны (в порядке следования по нечетному направлению) Длина, км Время хода по пе- регонам, мни, в на- правлении Интерва- лы, мин, на стан- циях Время на разгон н замедление, мйн Интервалы между поездами в пакете, мин Период непакетного графика, мин ' Коэффициент пакетности Период частично | пакетного графика, । мин Пропускная способность
нечетном 1 ! четном । I | первой 1 второй |
д-г 118 - 1 > — .— — 29
Д~Я 8,6 10 11 3 5 2 — 31 — — 46
<7~Р 12,4 14 16 3 5 2 * — 40 — — 36
р—п 9,6 11 12 3 5 2 — 33 —• .— 43,5
п—т 9,1 11 11 3 5 2,- —-т- 32 — — 45
т—1 16,2 20 19 3 ' 5 2 — 49 —- _— 29
1—к 15,8 18 ' 20 3 5 2 — 48 — 30S,
k—i 10,0 12 12 3 5 2 — 34 — —ч- 42
--j—i 14,6 18 17 3 5 2 45 — 32
i—h 12,1 14 15 3. 5 2 .— 39 1 - •36,5
9,6 14 9 3 5 2 — 33 — — 43,5 32
г~в 100 — •— — — 1 —— — —— — 28 44
r~g 10 ' 10 15 3 5 2 — 35 — — 39
g—fl И 12 14 3 5 2 — 36 — — 42 37 32
f.-e 15 20 17 ’3 5 2 — 47 — — 28 47
e—d 9 11 11 3 5 2 — 32 '— 42 42
d—c 13 13 13 3 5 2 — 36 —-• 37 45
c—b 10 12 12 3 5 2 34 23 40 62
b—a 21 20 29 3 3 —- — 32 —• 45
a—В 11 12 12 3 5 2 ' -4 — 34 — — 45 ~40* 62
В—Б 93 — — — — — —— — 72
В—пост О—н 12 13 12 — — 2 10 10 -— — — 144 144
н—пост м—л 13 12 12 — — — 10 11 —- — 144 131
80
Продолжение тЬбл. 19
Участки и перегоны (в порядке следования по нечетному направлению) Длина, км Время хода по пе- регонам, мин, в на- правлении Интерва- лы, МИЙ, на стан-- днях i Время на разгон и замедление, мин Интервалы между поездами в пакете, мин Период непакетного 1 графика, мин Коэффициент пакетности Период частично пакетного графика, мин Пропускная способность
1 1 нечетном i четном первой второй 1
14 14 12 3 3 — — 17 15 — — 84 96
к—и 13 13 12 3 3 — — 16 15 — — 90 96
и—-э 21 20 17 3 3 — — 23 20 — — 62 72
з—Б 20 14 15 3 -3 2 „ — 18 19 — — 80 75
Б—А ПО — — — —— — — — — — 180 180
Б—ж 25 22 21 — — 2 8 8 — — 180 1'80
ж—пост е—д 22 15 17 — — — 8 8 — — — 180 180
д—пост г—в" 27 18 19 —— — — 8 8 — — 4 180 180
й-б 21 17 15 — — — 8 8 — — — 180 180
б—пост а—А 15 12 16 — 2 8 8 — — — 180 180
ти Б—ж, ж—б, б—А, так как перепад размеров пассажирского движения на
них более 30%. Коэффициенты съема сборных поездов определены для однопут-
ных участков Д—Г и Г—В цо формуле (1-99), для двухпутных В—Б — по фор-
муле (1-134), Б—А — по формуле (1-133). Коэффициенты съема ускоренных
грузовых, дальних, местных и пригородных пассажирских поездов рассчитаны
для однопутных участков по формуле (1-95), для двухпутных В—Б — по форму-
ле (1-124), Б—А —(1-116). К расчету приняты исходные данные (табл. 21).
Учтены условия обеспечения приемо-отправочными путями, фактические дан-
ные о путевом развитии промежуточных раздельных пунктов и другие необ-
ходимые показатели взяты из табл. 22.
Съема по путям не оказалось. На однопутных участках число дополнитель-
ных путей «д0П, а на двухпутных—число обгонных путей S 770дг обеспечивают
организацию скрещений и обгонов поездов при максимальном графике движе-
ния. Пропускная способность при непараллельном графике получена в физи-
ческих поездах. Из сравнения граф 10 и 21 табл. 20 видно, что на участке Д—Г
при пропускной способности 29 пар поездов можно пропустить 25 физических
поездов разных категорий (20 грузовых и 5 пассажирских). На участке В—Б
пропускная способность в поездах разных категорий на 12 в нечетном и на 13
в четном направлении меньше, чем в поездах одной категории. На участке Б—А
съем от непараллельности графика составляет от 15 до 22 пар поездов.
81
' Таблица 20
Ведомость расчета пропускной способности направления при непараллельном графике
Расчетный участок (в скобках ограничива- ющий пербгон) Длина, км Действующий график Пропускная способность при параллельном графике Коэффициент пакетности Расчет Пропускная способность при непараллельном графике (грузовых-}- пассажирских)
Период графика или интервал в пакете Размеры Движения в поездах Коэффициент съема поездов Приведенные размеры движения поездов
Коэффициент пакетности Грузовые В том числе Пассажирские В том числе пригородные | сборных ускоренных । Дальних и местных пассажирских пригородных сборных ускоренных Дальних и местных пассажирских | пригородных всего грузовых (включая сборные и ускоренные)
сборные ускоренные
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Д-Г (т-1) 118 49 — 10 9 ’ 2 2 5 1 29 32 — 2,74 1,1 1,1 1,1 5,48 2,2 4,4 1,1 23,5 20+5 25+5
Г—В (t-е) 100 47 23 — ~8~ 22 1 2 5 1 28 62 — 2,19 1,0 1,1 1,43 1,1 1,43 1,1 1,46 2,19 1,0 2,2 2,86 4,4 32,9 1,1 2,92 26,5 22,5 21+5 25+25
В—Б (и—з), 93 20 8 — 16 29 1 2 25 2 72 180 — 1,0 1,0 1,47 1,47 1,48 1,0 1,0 2,94 33,8 2,96 26,18 35,24 34+25
Б—А (Б—ж) ПО 8 8 — 21 29 1 2 — — 180 180 — 1,0 1,48 1,48 1,32 1,0 2,96 34,1 13,2 132,7 131+33
Б—ж 25 8 8 —— 29 1 2 33 10 180 180 — 1,43 1,44 1,43 1,44 1,33 1,3 2,86 2,88 32,9 33,1 13,3 22,1 133,8 124,8 132+33 123+40
ж—б 70 8 8 — 21 29 1 2 4Q 17 180 180 — 1,41 1,38 1,41 1,38 1,33 1,37 2,82 2,76 32,4 31,7 22,6 43,8 125,0 104,5 124+40 103+55
б—А 15 8 21 1 2 55 32 180 1,38 1,38 1,37 2,76 31,7 43,8 104,5 103+55
Таблица 21
Исходные данные для расчета коэффициентов съема
Участок *гр’ мин 1 д=дср гсб Примечание
Д-Г — 0,78 0,66 6 Для пригородных поездов Д=Дср=0,75
Г—В — 0,75 0,65 5 Тб же, 0,74
В—Б 0,75 0,84 4 0,91 То же,
0,81 0,92 0,96
Б—А 22 0,77 0,90 5 Для пригородных поездов в пределах
21 0,84 0,92 следования
22 „ 0,99
Б—ж £—А Дсп —> 77"
21 ₽ 0,98
18 _ 1,0
ж—б 19 — — — 'К А Дср ’ 0,98
12 0,91
б—А —
16 ср 0,93
Таблица 22
Исходные данные для учета влияния на коэффициент съема
пассажирского поезда обеспеченности приемо-отправочными путями
Участок Т . ч гр’ д ;р Ф пдоп 2/7обг
Д-Г / 0,66 — 4 .—
Г—В — 0,65 — 3 —
В—Б 1,43 1,33 0,84 0,92 23- 20 — 5
Б—А 1,40 1,47 0,90 0,92 8 8 — 4
Глава II
СТАНЦИИ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СПОСОБЫ РАСЧЕТА
Основные положения
Рациональное использование капитальных вложений в развитие
станций и решение ряда эксплуатационных вопросов во многом зави-
сят от правильного определения пропускной и перерабатывающей спо-
собности. Необходимо различать понятия потребной и наличной йро-
пускной способности станции. Потребную пропускную способность
устанавливают на основе годовых грузо- и пассажиропотоков с учетом
сезонной (по месяцам) и внутримесячной неравномерности перевозок,’
времени текущего содержания и ремонта устройств, а также резервов,
обеспечивающих устойчивую работу станции без задержек поездов при
сгущенном прибытии (отправлении) в отдельные периоды суток, раз-
ной продолжительности выполнения одних и тех же операций с кон-
кретными составами, неравномерности поездообразования, влиянии
смежных устройств и действии других объективных факторов, которые
вызывают неравномерной в течение суток использование станционных
' сооружений и, как следствие, задержки поездов на подходах или сфор-
мированных составов и потери пропускной и перерабатывающей спо-
собности. Следовательно, расчет потребной пропускной способности,
например парка приема сортировочной станции, равнозначен опреде-
лению потребного числа путей в нем. Так, для приема в рассматри-
ваемый период суток без задержек на подходах 16 грузовых поездов
в парке (рис. 54, а)1 необходимо иметь шесть путей. Если их будет мень-
ше (рис. 54, б), часть поездов придется задержать на подходах из-за
неприема станцией. Очевидно, что шесть путей могут пропустить и
более 16 поездов, однако, если не принять необходимых регулировоч-
ных мер для более равномерного подвода к станции, часть из них может'
быть задержана на подходах. Таким образом, резервирование потреб-
ной пропускной способности (при расчете) предполагает возможность
ее использования при необходимости, в том числе и в условиях, соот-
ветствующих расчету наличной пропускной способности, но качествен-
ные показатели работы станции будут, как правило, ухудшаться.
Наличная пропускная способность определяется наибольшим чис-
лом грузовых и заданным количеством пассажирских поездов, которые
1 Условно принято, что в течение рассматриваемого периода на примыкаю-
• щих к станции подходах нет пассажирских поездов и, следовательно, их пропуск
не влияет на использование путей рассчитываемого парка; отсутствуют также
и некоторые другие факторы.
84
могут быть пропущены станцией за сутки (или за более короткий пе-
риод) в зависимости от ее технического оснащения при условиях рабо-
ты, обеспечивающих полное использование технических средств и ре-
зервов с учетом неизбежных потерь из-за враждебных маршрутов,
пропуска пассажирских и сборных поездов и др. В расчете наличной
пропускной способности учитывают специфику работы станции, при-
нимают прогрессивные технологические нормы на выполнение всех
операций, передовые приемы труда "и наилучшую организацию движе-
ния поездов на прилегающих участках, если они не ограничивающие.
Различие понятий потребной и наличной пропускной способности
можно проиллюстрировать графически. Один путь парка приема
в рассматриваемый период максимально пропускает четыре поезда
(см. рис. 54,6). Следовательно, пропускная способность шести путей
равна 24 поездам. Таким образом, при внутрисуточной неравномер-
ности движения для приема без задержек на подходах 16 грузовых
а)
Подбод поездов
В)
Рис. 54. Графики совместной работы участков, парка приема и сортировоч-
ной горки
85
поездов потребная пропускная способность парка приема должна быть
равна 24 поездам; при равномерном же подводе поездов (или при за-
держках на подходах) шесть путей могут максимально пропустить 24
поезда, а четыре — 16, что и соответствует их наличной пропускной
способности. Необходимо оговориться, что с учетом движения пасса-
жирских и сборных поездов пропускная способность будет меньше;
в зависимости от конкретных условий потери в использовании путей
могут составлять от 5 до 50% суточного времени, а иногда и более.
Очевидно, что исходный принцип расчета пропускной способности
любого железнодорожного устройства должен быть один: наличную
пропускную способность можно определить только при условии, что
ее не ограничивают соседние устройства. Для бесперебойного, без за-
держек на подходах, освоения заданных размеров переработки налич-
ная пропускная способность должна быть не менее потребной. Чтобы
можно было сопоставлять величины, любой фактор, влияющий на
работу устройства станции, следует учитывать лишь один раз при оп-
ределении либо требуемой, либо только имеющейся мощности его.
Кроме потребной и наличной пропускной способности, существуют
еще понятия: технически допустимый и экономически целесообразный
уровни загрузки устройств станции. Под технически допустимым сле-
дует понимать возможный уровень использования наличной пропуск-
ной способности с учетом соответствующих рассматриваемому перио-
ду (месяц, год) неравномерности перевозок, времени текущего содер-
жания и ремонта устройств и резервов для обеспечения устойчивой
работы станции (без или с минимальным количеством задержек) при
сгущенном прибытии поездов в отдельные часы суток, а также ком-
пенсации потерь из-за отклонений фактического выполнения измери-
телей от технических нормативов и др.
Количественно технически допустимый уровень загрузки парка
приема также можно проиллюстрировать графически. При полной за-
грузке парка приема и сортировочной горки, т. е. реализации наличной
мощности этих устройств (см. рис. 54, б), вследствие внутрисуточной
неравномерности движения примерно 70% поездов станция задержи-
вает на подходах. Если же эти устройства загрузить, например, на
2/3 наличной мощности (рис. 54, в), размеры грузового движения, соот-
ветствующие технически допустимому уровню загрузки (11 поездов),
будут переработаны практически без задержек на подходах (незна-
чительно задерживается только один поезд). Следует подчеркнуть, что
(как и при расчете потребной пропускной способности) резервирование
части мощности станционных устройств не исключает возможности
их использования, но при большей равномерности прибытия поездов,
так как в противном случае обычно возникают дополнительные за-
держки их на подходах.
Обычно считают, что экономически целесообразному уровню загруз-
ки соответствует уровень использования наличной пропускной спо-
собности при существующем техническом оснащении, обеспечивающий
минимум приведенных годовых затрат на единицу объема работы.
Очевидно, что этот уровень, определенный в отрыве от выбора рацио-
нальной этапности развития пропускной способности для освоения за-
86
данного объема работы в течение ряда лет, нельзя считать экономи-
чески целесообразным (оптимальным). Чтобы учесть все факторы, влия-
ющие на пропускную и перерабатывающую способность станции, рас-
считывать их следует на основе схемы станции, техническо-распо-
рядительного акта, технических норм и технологического процесса
ее работы, оснащения прилегающих к ней участков и организации
движения поездов на них, графика движения и плана формирования
поездов.
Для* каждого рассчитываемого устройства выявляют так называе-
мые постоянные операции, не зависящие от объема основной работы;
время на выполнение их исключается из бюджета работы устройства.
Операции, увеличивающиеся пропорционально росту объема основной
работы, составляют предмет расчета пропускной способности. При
двух и более подходах (выходах) пропускная способность того или
иного устройства определяется с учетом имеющегося или заданного
соотношения размеров движения на них. В первом приближении при
отсутствии специального задания она может быть распределена в от-
ношении, равном пропускной способности подходов (выходов). Для
соизмеримости величин пропускную и перерабатывающую способность
устройств станции надо рассчитывать, приводя конечные результаты
к общей единице измерения (поезд или пара поездов). Порядок рас-
чета следующий:
пропускная и перерабатывающая способность отдельных устройств;
результативная пропускная способность станции, соответствую-
щая устройству с наименьшей пропускной способностью.
Результативную пропускную способность станции можно увели-
чить, перераспределив работу между отдельными устройствами (или
элементами какого-либо устройства), тем самым разгрузив лимити-
рующее (или его элемент). Пропускная способность станции выражает-
ся числом грузовых и пассажирских поездов.
Способы расчета
Пропускную способность станционных устройств определяют Дву-
мя способами. Непосредственным расчетом ее находят по формуле
fl — 1440т—ST пост (II -1)
^зан
где т — число параллельно работающих однородных элементов
рассчитываемого устройства (например, число путей
в парке);
5Тлост — время занятия устройства в течение суток для выпол-
нения постоянных операций, мин;
4ан — средневзвешенное время занятия устройства одним
поездом, мин.
При помощи коэффициента использования — по формуле
» = (П-2)
Я
87
где п.' — общее число поездов различных категорий в графике дви-
жения;
k — коэффициент использования пропускной способности уст-
ройства.
Коэффициент использования представляет собой отношение време-
ни занятия устройства обработкой поездов, предусмотренных графиком
движения, к полному времени возможной работы (за вычетом време-
ни выполнения постоянных операций):
__ ^зан 1~Ья2 ^зая 2~й»з ^зан з+...
(П-З)
1440т—2ГПО0Т ’ 7
где П\, п-2, п'з и т. д. —число поездов различных категорий в гра-
фике движения;
^зан i> ^ван 2> ^зан з и т- Д- —время занятия рассчитываемого устройства
выполнением операций с поездом соответ-
ствующей категории, мин.
Подставив выражение (П-З) в формулу (П-2) и преобразовав ее,
получим
_1440/п—2Тцост_ (П-4)
П{ > । П2 . . Ид
г *зан1“г t 7зан2"г / ‘занзн"*-»
п п п
Знаменатель последней формулы представляет собой средневзве-
шенное время занятия устройства одним поездом. Таким образом, ма-
тематически доказано, что для одних и тех же исходных данных резуль-
таты расчетов обоими способами совпадают, однако каждый из них
целесообразно использовать в определенных условиях. Так, непосред-
ственный расчет следует применять, когда на расчетный период зада-
ны доли поездов различных направлений и категорий. С помощью коэф-
фициента использования пропускную способность надо определять,
когда соотношение числа поездов, различных направлений и категорий
остается таким же, как в действующем графике движения.
2. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАНЯТИЯ УСТРОЙСТВ
Величина пропускной и перерабатывающей способности станции
зависит от тех данных, из которых исходит расчет. Поэтому очень важ-
но правильно определить продолжительность занятия станционных
устройств поездами различных категорий, маневровыми составами,
одиночными локомотивами и др. Нормы времени на пропуск и обра-
ботку подвижного состава устанавливают, специальными расчетами
на основе технологического процесса работы и техническо-распоряди-
тельного акта станции.
Стрелочные горловины. Время занятия стрелочной горловины
приемом поезда
tBi> — t* + ^вх» (П-5)
88
где tu — время подготовки ма/? шрута и открытия входного сигнала,
мин;
— время прохода поездом расчетного расстояния LBp (рис. 55),
мин.
Время занятия стрелочной горловины отправлением поезда
/от — /м + /вых» (П-6)
где t", — время подготовки маршрута, открытия выходного сигнала,
восприятия машинистом его показания, дачи сигнала от-
правления и приведения поезда в движение, мин;
/вых — время прохода поездом расчетного расстояния L0T,
мин (см. рис. 55).
Так называемые входное Lap и выходное £от расстояния соответ-
ственно равны:
Ьпр = /п +' /в+/т + /вх=/п++/т+/вх; (П-7)
L0T = la + I?, (П-8)
где /п — длина поезда, м;
/в — расстояние, проходимое поездом за время восприятия ма-
шинистом показания открытого сигнала, м;
/т — длина тормозного пути на рассматриваемом подходе к дан-
ной станции, м;
/вх—расстояние от входного сигнала до предельного столбика,
расположенного при входе на Путь приема (или до изолирую-
щего стыка), м;
— время восприятия машинистом показания открытого сигнала,
ориентировочно равное 0,05 мин;
пвх — скорость движения поезда при подходе к тормозному пути
перед входным сигналом станции, км/ч;
----коэффициент перевода км/ч в м/мин;
/г — расстояние от выходного сигнала (а там, где его нет, от пре-
дельного столбика пути отправления) до последней выходной
стрелки в маршруте отправления или до изолирующего
стыка (выходной педали), м.
Время /вх и /вых берется из тяговых расчетов. Продолжительность
занятия горловины приемом грузового или пассажирского поезда
/пр следует, строго говоря, определять в отдельности для каждого
Рис. 55. Расчетные расстояния, проходимые поездом
89
пути рассматриваемого парка (или группы путей) и в расчет принимать
среднюю величину. Для сокращения объема вычислений можно уста-
новить путь со средним числом переводимых стрелок в маршруте при-
ема и средним расстоянием от входного сигнала до предельного стол-
бика, определить для него время занятия горловины приемом поезда
и учитывать величину Znp, соответствующую условиям приема поезда
на этот путь. Очевидно, что при ручном обслуживании стрелок пред-
почтение следует отдавать пути со средним числом переводимых стре-
лок; при электрической централизации (когда время на перевод стре-
лок незначительно) — пути, для которого расстояние /вх или 1Г близ-
ко к среднему значению.
Аналогично следует поступать, определяя время занятия горло-
вины отправлением поезда, подачей-уборкой локомотивов, маневро-
выми передвижениями и др. Так, время занятия горловины /пр сле-
дует определять при приеме поезда на путь 5 (рис. 55). В этом случае
переводимых стрелок при подготовке маршрута — три (при приеме
поезда на самый легкий путь 3 — две, а на самый трудный И — че-
тыре); близка к среднему значению и величина ZBx.
В примерные графики1 (рис. 56—58) для определения продолжи-
тельности занятия горловин приемом, отправлением и сквозным про-
пуском поездов при оборудовании прилегающих к станции участков
автоматической блокировкой включены операции, которые выполняют-
ся, как правило, последовательно. Такие же операции, как, например,
переговоры между дежурными по станциям по организации движения
поездов, которые могут выполняться параллельно с приготовлением
маршрута для предыдущего поезда или заблаговременно при маневро-
вом передвижении на горловине, в них не показаны. Условные обозна-
чения в графиках следующие:
Пс — число стрелочных постов, участвующих в подготовке марш-
рута приема, отправления или сквозного пропуска поезда;
Пи — то же, исполнительных постов централизации;
с — число стрелок, переводимых при подготовке соответствую-
щего маршрута;
Zo — расстояние, проходимое стрелочником в процессе подготов-
ки маршрута (с учетом возвращения на стрелочный пост), м.
Если в подготовке маршрута участвует несколько стрелочных пос-
тов, то значения с и 1а определяют для каждого поста и в расчет про-
должительности занятия горловины принимают наибольшую величи-
ну (0,3—0,5) с + 0,01 Zc (учитывая возможность заблаговременной под-
готовки Части маршрута). При наличии постовых стрелочников к про-
должительности занятия горловины следует добавлять время на полу-
чение ими распоряжения старшего стрелочника о приготовлении марш-
рута и на доклад о его готовности (приблизительно 0,1 мин на каж-
дого). Необходимо также учесть зависящее от местных условий время
проверки правильности приготовления маршрута старшим стрелоч-
ником.
1 Нормы времени соответствуют Инструкции по определению станционных
и межпоездных интервалов.
90
Операции Время, мин
Ручное обслуживание стрелок Механическая централизация Электрическая централизация Маршрутно-релейная централизация
на операцию i 1 2 3 4 5 6 7 на операцию 12 3 4 на опе- рацию 1 2 ,3 на опе- рацию I 2 3
Распоряжение дежурного по станции старшим стре- лочникам (или приказ сиг- налистам исполнительных постов) о приготовлении маршрута Приготовление маршрута Доклад старших стрелоч- ников (или сигналистов) о готовности маршрута Заблокирование '"маршрута дежурным по станции Открытие входного сигнала Проход поездом расстояния Гпр Доклад старшего стрелоч- ника о прибытии поезда в полном составе и установке его на пути приема Отблокирование маршрута дежурным по станции Время занятия горловины 0,1По (0,34-0,5)0 +- +0,01/с 0,1По 0,1 0,05 По тяговым р асчетам 0,15 0,1 Рис. 5£ 1 . График зак 0,05/7и (0,14-0,15)с 0,05/7и 0,1 0,05 По тяговым расчетам 0,1 ятия горлови I L ны приемом 0,05с а, 05 По тяго- вым расчетам юезда 1 L 0,1—0,15 По тяго- вым расчетам 1
со — 1 1" ” кэ Операции Время, мня
Ручное обслужнгание стрелок Механическая централизация Электрическа я централизация Маршрутно-релейная централизация
на операцию 1 1 2 3 4 5 6 7 на операцию | 2 3 на опа- | рацню | 2 на one- рущю 1 1 2
Распоряжение дежурного по станции старшим стре- лочникам (или приказ сиг- налистам исполнительных постов) о приготовлении маршрута Приготовление маршрута Доклад старших стрелочни- ков (или сигналистов) о го- товности маршрута Заблокирование маршрута дежурным по станции Открытие выходного сигна- ла Восприятие машинистом по- казания открытого выход- ного сигнала, подача сигна- ла отправления и приведе- ние поезда в движение Проход поездом! расстояния Lot Доклад старшего стрелоч- ника о проследовании поез- да за выходную стрелку в полном составе Отблокирование маршрута дежурным по станции Время занятия горловины о,шс (0,3-=-0,5)Х Хс+0,0Пс 0,1Пс 0,1 0,05 0,2 По тяговым расчетам 0,15 0,1 1 0,0517 и (0,1-?0,15)с 0,05/7и 0,1 0,05 0,2 По тяговым расчетам ! 0,1 i 0,05с 0,05 0,2 По тяго- вым расчетам 0,1—0,15 °’2 По тяго- вым расчетам 1 4
Рис. 57. График занятия горловины отправлением поезда
При отсутствии электрической изоляции свободность пути приема,
как правило, проверяют заблаговременно;' соблюдая требования § 224
Инструкции по движению поездов и маневровой работе, или парал-
лельно с приготовлением маршрута порядком, установленным техни-
ческо-распорядительным актом станции. В расчете пропускной спо-
собности принимают, что наиболее'загруженные стрелки используют-
ся по возможности непрерывно, поэтому время на разделку маршрута
учитывать не следует, так как обычно при интенсивной работе эта опе-
рация совмещается с подготовкой другого маршрута. Кроме того, на
станциях с электрической централизацией установка стрелок в нор-
мальное положение не обязательна.
При "полуавтоматической блокировке, электрожезловой системе,
телефонной (телеграфной) связи по движению поездов следует учиты-
вать, что на открытие входного или выходного сигнала требуется: све-
тофорная сигнализация — 0,05 мин, семафорная — 0,1 мин, а в
случае размещения сигнальной лебедки вне помещения поста —0,3 мин.
Разрешение на открытие входного или выходного сигнала дежурный'
по станции дает после доклада старших стрелочников -(или сигнали-
стов) а готовности маршрута приема, отправления или пропуска поезда
(время на,дачу разрешения учитывается в продолжительности опера-
ции «Доклад старших стрелочников о готовности маршрута#). Время
занятия стрелочной горловины маневровым составом /ман или одиноч-
ным локомотивом 7Л устанавливают в соответствии с Руководством
по техническому нормированию маневровой работы, тяговыми расче-
тами или по формулам:
/ман = ^ + 0,06-^-; (П-9)
^ман
/л = ^ + 0,06^, (П-10)
Цп
где /м — время на приготовление маршрута, мин;
£ман — расстояние маневрового передвижения с учетом длин полу-
рейса (рейса) и маневрового состава, м;
Ln — расстояние передвижения локомотива, м;
°ман — средняя скорость маневрового передвижения, км/ч;
vл — средняя скорость передвижения локомотива, км/ч.
Рассчитанные по формулам (П-9) и (П-10) величины проверяют хро-
нометр ажнымц наблюдениями.
В, горловине со смешанным управлением стрелками (когда часть
их оборудована централизацией, а другие ручные) продолжительность
занятия маршрута определяется тем .способом управления, который
требует наибольшего времени на перевод стрелок и выполнение других
операций (если готовится параллельно).
Пути. Время занятия путей парков находят по формулам:
транзитный поезд
^зан =/пр +/ст +/от! ' (П-11)
93
Операции Время,
Ручное обслуживание стрелок
• на операцию 1 2 3 4 5 6 7 8
Распоряжение дежурного по станции старшим стрелочни- кам (или приказ сигнали- стам исполнительных по- стов) о приготовлении маршрутов приема и от- правления для сквозного пропуска поезда Приготовление маршрутов Доклад старших стрелочни- ков (или сигналистов) о го- товности маршрутов Заблокирование маршрутов дежурным по станции Открытие выходного и вход- ного сигналов Проход поездом расстояния ^пр Доклйд старшего стрелочни- ка о проследовании поезда за последнюю входную стрелку в полном составе Отблокирование маршрута приема дежурным по стан- ции Проход поездом расстояния Z/QT Доклад старшего стрелочни- ка о проследовании поезда за последнюю выходную стрелку в полном составе Отблокирование маршрута отправления дежурным по станции Время занятия горловины ср стороны приема поезда Время занятия горловины со стороны отправления по- езда о,ш0 (0,34-0,5) X X с+0,01/с 0,177о . о,1 - 0,1 По тяговым расчетам 0,15 0,1 По тяговым расчетам 0,15 0,1 «I
Рис. 58. График занятия горловин
94
мин
сквозным пропуском поезда
95
(П-12)
(П-13)
(П-14)
поезд, прибывающий для расформирования,
^зан = Лхр 4” ^ст 4~ ^уб>
поезд, расформировываемый по частям,
tзан “ ^пр 4~ ^ст. ^уб»
поезд, отправляемый после формирования,
'^зан = ^под + -J- ^ст>
где /пр — время занятия пути -приемом поезда, мин1;
£ст — время стоянки поезда по технологическому процессу (тран-
зитного — от прибытия до отправления, расформировы-
ваемого — от прибытия до уборки состава, своего форми-
рования— от подачи состава до отправления), мин;
/ст. ч — время выполнения технологических операций по прибы-
тии с частью состава, подлежащей .расформированию в
первую очередь, мин;
— время расформирования первой части состава, мин; ,
Тот=^вых — время занятия пути отправлением поезда с момента тро-
гания до освобождения маршрута, мин;
Zy6 — время занятия пути приема уборкой состава, прибывшего
в расформирование, мин;
Люд — время занятия пути подачей состава своего формирова-
ния, мин.
Время ^уб, Люд и /Р.ч устанавливают, используя Руководство по
техническому нормированию маневровой работы. При необходимости
примерные значения этих величин можно определить по формуле (П-9),,
подставив в нее соответствующие значения длины и средней скорости '
передвижения и проверив полученные величины натурными наблю-
дениями.
Сортировочные -устройства. Продолжительность занятия сорти-
ровочной горки роспуском состава, длительность заезда, надвига;
осаживания и др. определяют согласно Руководству по техническому
нормированию Маневровой работы. В занятие вытяжного пути (или
сортировочной полугорки) при расформировании состава входят
заезд маневрового локомотива на путь приема За составом, переста-
новка его на вытяжной путь и сортировка вагонов по путям назначе-
ния. Формирование же включает сортировку и сборку вагонов, пере-
становку состава на путь отправления и возвращение маневрового ло-
комотива. Продолжительность выполнения всех этих операций также
определяют в соответствии с Руководством по техническому нормиро-
ванию маневровой работы.
1 В некоторых случаях можно считать, что маршрут приема готовится
заблаговременно при освобождении пути отправляемым поездом. Тогда вместо
<Пр принимают t^p — tBX.
96
3. НАЛИЧНАЯ ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПУТЕЙ
И СТРЕЛОЧНЫХ ГОРЛОВИН
Пути
Влияние пассажирских и сборных поездов. Движение пассажирских
и сборных поездов существенно влияет на использование станционных
путей. Так, если на подходах к станции пассажирские поезда следуют
по тем же главным путям, что и грузовые, то пропуск их вызывает или
перерывы в использовании станционных путей, или стоянки сверх
технологической нормы некоторых грузовых составов. Прием сбор-
ного поезда, который работал на раздельных пунктах участка, при-
легающего к станцйи, влечет за собой перерывы в использовании стан-
ционных путей из-за съема им определенного количества грузовых
поездов.
При выводе формул для учета влияния на пропускную способность
путей движения пассажирских поездов был использован порядок,
основанный на анализе графиков совместной работы станционных пу-
тей и прилегающих участков. Возможные случаи движения пассажир-
ских поездов и соответствующие им формулы для определения времени
перерыва в использовании пути или стоянки на нем грузового поезда
сверх технологической нормы приведены далее.
В формулах использованы условные обозначения:
/ — минимально возможный интервал между грузовыми поездами;
^пер — период графика пары поездов на ограничивающем перегоне;
/др — минимально возможный интервал прибытия на рассчитываемую
станцию пассажирского поезда за грузовым;
dnp — разность времени хода грузового и пассажирского поездов между
позади расположенной станцией обгона и рассчитыВцрмой станцией;
/°т — минимально возможный интервал отправления с позади расположен-
ной станции обгона’ (или для однопутной линии — со станции, распо-
ложенной перед рассчитываемой станцией) грузового поезда за пас-,
сажирским;
/°р — минимально возможный интервал прибытия на впереди расположен-
ную станцию обгона (или для однопутной линии — на станцию, рас-
положенную после рассчитываемой станции) пассажирского поезда
за грузовым; (
d0T — разность времена хода грузового и пассажирского поездов между
рассчитываемой станцией и впереди расположенной станцией обгона;
/от — минимально возможный интервал отправления с рассчитываемой стан-
ции грузового поезда за пассажирским;
/т.п — время хода нечетного (четного) пассажирского поезда по перегону,
расположенному после рассчитываемой станции (в направлении дви-
жения пассажирского поезда);
/т — время хода четного (нечетного) грузового поезда по тому же перего-
ну;
/"с — время стоянки пассажирского поезда по техйологическому процессу
(при проследовании станции без остановки /"' = 0);
/пр — время занятия пути приемом поезда;
^от — время занятия пути отправлением поезда.
4 Зак. 984 97
Случай 1. Влияние на использование путей приемо-отправочного
парка, работающего в одном направлении, пассажирского поезда, про-
ходящего с двухпутной линии на двухпутную (рис. 59, а, поезда 7
и 11, путь 7):
/пОСТ = /пр + ^от—+ daJi + 1°Т Ч~ I — 4т*
Чтобы получить эту формулу в общем виде, надо к ее правой час-
ти прибавить и вычесть из нее 4т — технологическое время стоянки
грузового'поезда. С учетом того, что
/цр /ст /от ~ /зан ~ ml,
/пост = /пр + </от — /ст + с/пр + /от + / + 4т—‘ml.
Построением большого числа графиков совместной работы стан-
ционных путей с прилегающими участками при различных исходных
данных установлено, что для схемы на рис. 59, а алгебраическая сумма
членов, содержащих величину / (в данном случае / — ml), может быть
заменена величиной —gl. Тогда расчетная формула примет вид
/пост — /пр+ /от + </ьр + ^от + /ст—/ст-gl.
Величина g показывает, сколько поездов прибывает на станцию в
период между поступлением грузового, отправляемого со станции перед
пассажирским, и пассажирского поездов (если пассажирский поезд
прибывает на станцию Б с минимально возможным интервалом /пр):
/ст 4" 4р Ч* ^от—/°т—/пр
а =---------------------•
° I
Полученное по этой формуле значение округляется до ближайшего
большего целого числа. Так, между грузовым 6 и пассажирским поезда-
ми (рис. 59, в) прибывают еще три грузовых поезда (7, 8 и 9), т. е.
g = 3. Для поездов 7 и 7/ (расчетная схема на рис. 59, б)
/пост == /пр 4“ ^ПР Ч- /рт Ч~ 3/ 4т ' /пр 4т*
С учетом того, что —4т — /пр — 4т — —ml >
/пост = /пр Ч- d0T + /от-/.
Расчетной схеме на рис. 59, в (поезда 6 и 10) соответствует исход-
ная формула
/пост = 3/4- /ПрЧ- /ст + /отЧ- 3/ — 4т — /пр —
— /от — /ст ~ /прЧ- /ст Ч- /от — 4т ч* 6/—
98
Рис. 59. Схемы пропуска пассажирского по главному пути и грузовых поездов
через специализированный для одного направления парк станции (на двухпут-
ной линии)
Из множества графиков совместной работы путей станций и пере-
гонов установлено, что для этой схемы алгебраическую сумму членов,
содержащих величину I (т. е. в данном случае 67 — ml), можно за-
менить выражением (g — 1)7, и расчетная формула примет вид
/пост = + ter + 70т + (g— 1) I — /ст.
Аналогично схеме на рис. 59, б расчетная формула для схемы на
рис. 59, г
/пост — /Пр 4lP + Л>Т--7.
4* 99
Величины 9, О', О" и О'” представляют собой дополнительное время,
занимаемое пропуском пассажирского поезда, и определяются по фор-
мулам:
® = ^СТ 4~ ^пр + d0T -/ст-/пр-(.8-0 /»
9' = £'/ + /Пр т” /ст— d0T—Inp—/Ст>
0" ='/"" + /пр +gI-tCT-J°T-dnp;
9'" = + /от + /С1- (£-1) / - /от- &С.
Если величина g без округления равна целому числу, то из значений
0 и О'" нужно дополнительно вычесть /. Анализ показал, что при оди-
наковых исходных данных время /„ост получается разным. Если 0 < О'
и О'" > 0, то минимальную величину /пост обеспечивает схема на
рис. 59, а; 0 < 9' и О'" О — на рис. 59, б;' 0^0' и 0" > 0 — на
рис. 59, в; 9 > 9' и 9" < 0 — на рис. 59, г. Поскольку трудно заранее
предугадать, какая схема будет в действительности, время /пост целе-
сообразно определять по формуле, дающей среднее значение:
/пост = 0,5 (/пр + dap + 1°т + /°пр + 4т + /от)—0,75/. (П-15)
Аналогично получены формулы для остальных случаев.
Случай 2. Влияние на использование путей приемо-отправочного
парка, работающего в обоих направлениях, пассажирского поезда,
проходящего с однопутной линии на однопутную:
/Soct = 0,5 (/ПР + /т. п + /т) + 0,33/ПсСт + 0,11Т°ер. (П-16)
Случай 3. То же, когда парк используется для поездов только одного
направления — четного или нечетного:
/"пост = 0,17 (/°р + /£) + 0,33 (/т. п + /т) -Г0,5/пр + 0,087°ер + 2. (П-17)
Случай 4. Влияние на использование путей приемо-отправочного
парка, работающего в обоих направлениях, пассажирского поезда,
проходящего с двухпутной линии на однопутную:
/"пост = 0,44 (/"тс + /пр + /т п + /т) + 0,11 Ир + 0,33/от-0,22Т°пер. (П-18)
Случай 5. Влияние на использование путей приемо-отправочного,
работающего в одном направлении, и отправочного парков пассажир-
ского поезда, проходящего с двухпутной линии на однопутную или
отправляющегося своего формирования, на однопутную линию:
/пост = 0,33 (/°р + /от) + 0,417’пер- (П-19)
Случай 6. Влияние на использование путей приемо-отправочного
парка, работающего в обоих направлениях, пассажирского поезда,
проходящего с однопутной линии на двухпутную:
/пост = 0,47 (/^ + /от) + 9.33/Пр + 0,137ST +6 - 0,22TSep. (П-20)
100
Случай 7. Влияние на использование путей приемо-отправочного,
работающего в одном направлении, и приемного парков пассажирского
поезда, проходящего с однопутной линии на двухпутную или прибы-
вающего на конечную станцию с однопутной линии:
Сет = 0,33 (/пр+ /gT) + 0,41TSep. (П-21)
Случай 8. Влияние на использование работающих в одном направ-
лении путей приемо-отправочного парка пассажирского поезда, при-
бывающего с двухпутной линии, и приемного парка пассажирского
поезда, проходящего или прибывающего с двухпутной линии:
/пост = /пр + 4р + /§т- /. (П-22)
Случай 9. Влияние на использование работающих в одном направ-
лении путей приемо-отправочного парка пассажирского поезда, от-
правляющегося на двухпутную линию, и отправочного парка пас-
сажирского поезда, проходящего или отправляющегося на двухпут-
ную линию:
/пост = /пр + ^от + /от — /• (11-23)
Если прилегающие к рассчитываемой станции участки не оборудо-
ваны автоблокировкой или диспетчерской централизацией, то интер-
вал / равен тп + /огр, где тп — станционный интервал попутного сле-
дования поездов; /огр — время хода грузового поезда по ограничи-
вающему перегону; интервалы /пр, /пр, /от и /°т равны сумме продол-
жительности станционного интервала попутного следования поездов
и времени хода пассажирского поезда по прилегающему к станции
перегону. При парном непакетном графике величина Тпер равна его
периоду Тпер. Если график частично пакетный и непарный, то Тпер
в общем случае определяют следующим образом:
задано количество поездов
то тпер(2Я;р-хР,п) ,
ПеР 0,5(2н;р + 2<р)
[ТПер+(к"-1)/’]^~2- + (к'-1)/' ---? П
. к к
О-Ч^гр+^гр)
заданы коэффициенты пакетности и непарности
ТО _ /’nep(l-an)
”Р-----0,5(1 + Ы +
ап , Ри «п
[Тпер+(«:'-1)И —+(«' —1)/' -7-
j К ' к
0,5(1+₽н) ’
(П-24а)
(П-246)
* Формула разработана совместно с инж. Ю. Г. Мильманом.
101
где ТПер — период парного непакетного графика на ограни-
чивающем перегоне;
2пг'р (Sftrp) >— общее число грузовых поездов в направлении с
меньшими (большими) размерами движения;
2«гр. п (2^гР. п) — то же, следующих в пакетах;
к' (к") — среднее число поездов в пакете в направлении
с меньшими (большими) размерами движения;
Г (Г) — интервал между поездами в пакете в направлении
с меньшими (большими) размерами движения;
ап («п) — коэффициент пакетности в направлении с мень-
шими (большими) размерами движения (при не-
пакетном графике в каком-либо направлении
«п = 0);
рн — коэффициент непарности (при парном графике
Ри = I)-
Когда на прилегающем к рассматриваемому парку однопутном
участке есть двухпутные вставки, время /пост определяется, как для
однопутных линий.
Примечание. На сортировочных станциях с объединенными пар-
ками приема или отправления возможно отсутствие специализации путей пар-
ка для грузовых поездов четного и нечетного направлений. Тогда вместо /"ост
в расчет принимают время if где if — отношение числа грузовых поез-
дов' рассматриваемого направления движения к общему количеству обрабаты-
ваемых в парке четных и нечетных поездов. Для ориентировочных расчетов
можно принимать = 0,5. Аналогично следует поступать, когда пути приемо-
отправочных парков участковых или сортировочных станций не специализи-
рованы по направлениям движения (четное и нечетное), что допустимо лишь на
станциях однопутных линий.
Влияние движения пассажирских поездов в целом для рассчиты-
ваемого парка путей определяют следующим образом. Если парк не-
узловой станции специализирован для грузовых поездов только одного
направления (четного или нечетного), то время перерывов в использо-
вании путей или стоянок на них грузовых поездов сверх технологиче-
ской нормы из-за движения пассажирских находят по формуле
чп/рПС _ /рПС __ /ПС
ПОСТ — Нъ* пост - ^”лс ^пост
где т — наличное число путей (кроме ходовых) в рассчитываемом
парке, используемых для грузовых поездов;
Ппс — число пассажирских поездов рассматриваемого направле-
ния.
Если пути парка станции специализированы по направлениям дви-
жения или подходам, пассажирские поезда каждого из них влияют на
использование лишь соответствующей группы путей (секции). Поэтому
ЗТп^ст рассчитывают отдельно для каждой секции. ‘Когда парк спе-
циализирован для грузовых поездов обоих направлений или к нему
примыкает несколько линий, следует учитывать возможное совмеще-
ние потерь, - вызываемых движением пассажирских поездов четного
192
(П-25)
и нечетного направлений, а также с нескольких примыкающих к пар-
ку линий:
STnocT = Ш (п™ ^ост 1 + фпс 2n"c /пост ,). (П-26)
где njc — число пассажирских поездов на линии 1;
«7° — то же на линиях 2, 3 и т. д.;
/пост 1 — время перерыва в использовании пути или стоянки гру-
зового поезда сверх технологической нормы из-за про-
пуска одного пассажирского поезда линии 1;
taocTi — то же линий 2, 3 и т. д.;
Фпс — коэффициент, учитывающий возможное совмещение по-
терь, вызываемых пропуском пассажирских поездов
с нескольких подходов.
Входящая в формулу (П-26) величина фпс определяется на основа-
нии следующего. Предположим, что на один приемо-отправочный путь
(т = 1) принимают поезда с двух подходов. Тогда формула (П-26)
примет вид
TSoct = М?с Сет 1 + Фпс «2е Сет 2,
или в упрощенной индексации для удобства дальнейших рассуждений,
Т = + фп2/2.
Предполагая, что одновременное прибытие пассажирских поездов
с двух подходов возможно, используя теорему вероятности суммы сов-
местных’событий, напишем
Г = пх /х + n2 f2
пх /х
1440
Если с каких-либо подходов прибытие осуществимо лишь последо-
вательно, то их объединяют в один условный подход с суммарным ко-
/ПС
личеством пассажирских поездов и средневзвешенным значением /пост.
Совместное решение двух последних уравнений дает формулу
. ni /т*
Ф = 1-----.
т 1440
При наличии трех подходов формула (П-26) при т *= 1 в упрощен-
ной индексации принимает вид
Т = пх /х + ф (п2 /2 + п3 /3).
Для этого случая по теореме вероятности суммы совместных собы-
тий
Т — Пу /х + п212 + п313
пх/х n2 /2
Пх П3 t3____П2 t2 П3 t3
1440 1440
1440
103
Величиной nitl^23ta можно пренебречь, как незначительной. Ре-
шая совместно два уравнения, получим
__ |__ Пд il_______п2 1% П3 is
1440 1440 (п2/2 + пз^з)
Аналогично получены формулы (в принятой индексации) для опре-
деления величины при трех, четырех и т. д. в общем случае при 77
примыкающих направлениях:
i=n~i, i=n-
V? „ПС /ПС „ПС/ПС
дПС /ПС ‘пост/'*/ 4ПОСТ /
__ « 1 *пост 1 г — 2, /—3________________
4,110 ~ — 1440 —
1440 2-п”С4£стг
/ = 2
Для ориентировочных расчетов допустимо принять <рИс = 0,5,
так как в лучшем случае потери, вызываемые пропуском пассажирских
поездов с некольких подходов, совмещаются, а в худшем—совмещения
нет. Поэтому можно ориентироваться на средний случай.
Влияние пропуска ускоренных поездов можно определять по тем
же формулам, подставляя в них соответствующие значения величин.
Движение сборного поезда также вызывает перерывы в использова-
нии пути (рис. 60). Если пути парка специализированы-для грузовых
Рис. 60. Схема приема сборного и пропуска грузовых поездов через специализи-
рованный для одного направления парк станции (на двухпутной линии),
104
поездов только одного направления движения (четного или нечетнош),
то время этого перерыва определяется по формуле
/сб — /р
1-ПОСТ - 2С,Сб. п>
ИЛИ
(П-27)
/сб _____т»0 о
^пост — 1 пер Ссб» п»
где I — минимально возможный (по условиям пропускной способ-
ности участка) интервал между грузовыми поездами;
7„ер — период графика пары поездов на ограничивающем перего-
не;
еСб. п — коэффициент съема сборного поезда на перегоне с учетом
возможного совмещения со съемом пассажирских поездов.
Когда пути специализированы для грузовых поездов обоих направ-
лений, то
/пост - 0,57есб.
п>
ИЛИ
/пост = 0>5Тпер 8сб. п.
(П-28)
Для всего парка влияние сборных поездов 2Тпост определяют по
формулам (П-25) и (Я 1-26) так же, как и пассажирских поездов. Анало-
гично влияет на работу парка пропуск молочных, хозяйственных и
других поездов, следующих с работой на раздельных пунктах приле-
гающего к станции участка.
' Пропускная способность путей. Непосредственным расчетом ее
определяют по формуле
1440m-(2TSSCT + ST^CT+STS5CT)
п — - ' — “г
* *зан
где т — число путей (кроме ходовых) в парке для грузовых
поездов;
ЕТпост — время перерывов в использовании путей и стоянок
грузовых поездов сверх технологической нормы, вызы-
ваемых движением пассажирских поездов;
ЕТпост — то же, сборных поездов;
2Тпост—время занятия путей, ^используемых для грузовых
поездов, выполнением прочих постоянных операций,
не зависящих от объема основной работы (отстой со-
ставов пригородных поездов, Занятие пути во вре-
мя расформирования-формирования состава сбор-
ного поезда и др.);
/аан — время занятия пути выполнением технологических
операций, приходящееся на один грузовой ноезд
(без сборных);
псб — заданное число сборных поездов, обрабатываемое за
время 2Тпост.
105
Основную трудность представляет определение величин ST^oct
и ЗТпост. Самый простой способ расчета пропускной способности пу-
тей основан на следующих соображениях. Используя формулу
а-1440т-2ТХт ,
гПсб,
*зан
(П-30)
где а — коэффициент, учитывающий потери в использовании путей
из-за движения пассажирских и сборных поездов, и совместно решая
ее с уравнением (П-29), учитывая, что 2Т"§ст = тТ^т и 2^ст =
= получим
1440-Т^-Т'^
(П-31)
Величины Тпост и Т’пост находят по формулам (II-25) или (П-26)
при т = 1, а коэффициент а — по графикам1. Для примера на рис. 61
приведен один из них для примыкания к парку однопутного подхода
(выхода), оборудованного полуавтоматической блокировкой. При
построении их учитывались типичные условия расчета пропускной
способности и соотношения элементов в действующих графиках дви-
жения поездов (например, I и /пр, /от). Условные обозначения сле-
дующие:
1ПАБ—однопутный подход (выход), оборудованный полуавтома-
тической блокировкой или жезлами;
1АБ—то же, оборудованный автоблокировкой или диспетчер-
ской централизацией, в том числе с двухпутными встав-
ками;
2ПАБ—двухпутный подход (выход), оборудованный полуавтома-
тической блокировкой или телефоном;
2АБ—то же, оборудованный автоблокировкой;
«псь ппа п—заданное на расчетный период число пассажирских поез-
дов соответственно на подходе (выходе) I и II;
«ебь «сбп—то же сборных поездов.
За подход (выход) I принимают тот, на котором наибольшее число
пассажирских поездов, за подход (выход) II — со следующими по ве-
личине заданными размерами пассажирского движения и т. д. Для
приемо-отправочных парков участковых станций двухпутных линий
число подходов берут по прибытию. Если к рассчитываемому парку
примыкают более двух подходов (выходов), то заданное для третьего
и других подходов (выходов) количество пассажирских (сборных)
поездов прибавляют к их числу на втором подходе (выходе) и суммар-
ные величины используют для определения коэффициента а. При этом
условно считают, что техническое оснащение третьего подхода (выхода)
такое же, как и второго. При необходимости допустима экстраполяция
графиков, т. е. их продолжение для определения коэффициента а при
1 Графики (см. приложение) составлены инж. А. С. Кирсановым.
106
большем ппс. Возможна также
и интерполяция; например, если
«сбп = 3, а на графике поме-
щены значения коэффициента а
при псб и = 2 и «сб п = 4.
Рис. 61. График для определения а
в случае примыкания к парку 1ПАБ при
^=1,01-.
1~ лсб=1; 2 —псб=2
Графики используют и для
определения пропускной способ-
ности парков приема и отправ-
ления сортировочных станций,
для чего на каждом из них при-
ведены величины Р, показываю-
щие, во сколько раз при прочих
равных условиях влияние пасса-
жирских и сборных поездов
на использование парка приема (отправления) мейьше, чем приемо-
отправочного парка для транзитных поездов без переработки. С учетом
этого пропускную способность путей рассчитывают по формуле
аР-1440m—2Т"Рст
П---------------------1- пс6,
»зан
(П-32)
где р—коэффициент, равный 1 в расчете приемо-отправочных парков
для транзитных поездов без переработки или значению, указанному
на соответствующем графике,—в расчете Парков приема и отправ-
ления сортировочных станций.
Неточность расчетов по графикам не превышает 10%.
С помощью коэффициента использования пропускную способность
путей определяют следующим образом:
рассчитывают общее время занятия путей парка поездами различ-
ных направлений и категорий:
Т = (П-33)
где n'i — число грузовых поездов различных направлений или
категорий (без сборных) в графике движения;
4ан i — время занятия пути выполнением технологических опера1
ций с одним грузовым поездом соответствующего направ-
ления или категории;
определяют коэффициент использования пропускной способности
путей;
k ----------1--------; (П-34)
а₽-1440т-2Т"Р
подсчитывают пропускную способность путей в поездах различных
направлений и категорий:
= (П-35)
Итоговую пропускную способность путей парка выражают числом
грузовых и пассажирских поездов.
107
Стрелочные горловины
Враждебные маршруты и посекционное использование стрелок.
Правильно определить пропускную способность стрелочных горловин
можно, учитывая не только занятие стрелок, но и перерывы в их ис-
пользовании из-за передвижений по враждебным маршрутам. Как по-
казало исследование [12], взаимодействие маршрутов следования орга-
низованных поездов, маневровых составов и локомотивов в горловинах
надо определять не для одной какой-то случайной комбинации, а для
многократно повторяющихся. Для этого необходимо применить тео-
рию вероятностей. Однако следует учесть, что практические условия
работы горловин не случайны, так как при составлении графиков дви-’
жения и их выполнении регулируют передвижения так,Чтобы больше
использовать параллельные маршруты. По действующей методике,
чтобы учесть влияние враждебности маршрутов, рассчитываемую гор-
ловину делят на элементы. В состав каждого из них включают группу
совместно работающих стрелочных переводов, при занятии одного из
которых какой-либо операцией невозможно одновременно использо-
вать остальные для других передвижений. Время-перерывов из-за
враждебных маршрутов определяют с помощью таблицы зависимости
маршрутов, дополненной необходимыми для расчета данными.
Электрическая и маршрутно-релейная централизации позволяют
повышать пропускную способность горловин благодаря не только
ускорению процесса приготовления маршрутов, но и использованию
(по мере освобождения секций) стрелок в одном маршруте для передви-
жений по другим. В зависимости от условий работы посекционное раз-
мыкание и использование стрелок в маршрутах увеличивает пропуск-
ную способность горловин на 5-:-40%. Чтобы учесть это, время занятия
маршрута одной Операцией т следует перед расчетом корректировать по
графикам (рис. 62—64). Передвижения продолжительностью более т =
= 7 мин проходят с занятием, как правило, более трех-четырех стре-
Рис 63. Зависимости
T0=f (t, ск) для горловин
формирования горочных
станций-и расформирова-
ния-формирования без-
горочных сортировочных
станций (при т>7 мин
Тс=0,55 _т|
Рис. 64. Зависимости
T0=f (т. Ск) для горло-
вин, кроме предусмотрен-
ных рис. 62 и 63 (при
т>7 мин Тс =0,85 т)
Рис. 62. Зависимости
rc=f (т, ск) для горловин
участковых станций при
заданном на расчетный
период количестве рас-
формировываемых и фор-
мируемых поездов (при
т>7 мин Тс = 0,79 т)
10*8
(11-36)
лочных секций. Продолжительность передвижения менее 1,5 Мин не
корректируется. Значения тс проставляют вместо т в сводную таб-
лицу передвижений по горловине.
Пропускная способность горловины. Непосредственным расчетом
ее определяют по формуле
1440-Тпгост
Чан + фЧр
где Тпост — время занятия наиболее загруженного элемента горло-
вины выполнением Цостоянных операций в течение су-
ток;
2/зан — то же поездными и маневровыми передвижениями, при-
ходящимися на один поезд;
/вР — время возможных перерывов в использовании наиболее
загруженного элемента горловины из-за враждебных
передвижений по остальным элементам, приходящееся на
один' поезд;
<рг — поправочный коэффициент, учитывающий совмещение
невраждебных передвижений в горловинах с тремя и более
параллельными маршрутами.
Наиболее сложно определить время перерывов в использований
стрелок из-за враждебных передвижений. Упрощенный способ расчета
пропускной способности горловины по формуле
аг. 1440—T^OCT
п ---------------
Чан
где аг — коэффициент, учитывающий перерывы в использовании
наиболее загруженного элемента горловины из-за враждеб-
ных передвижений.
Приравнивая правые части уравнений (П-36) и (П-37), после неко-
торых преобразований получим
У/Г , ГпостФг‘
_ зан~Г 1440
Чан+фЧр
Статистическая обработка результатов расчетов пропускной спо-
собности показала, что существует корреляционная связь между аг
ио — параметром, характеризующим условия работы горловины:
(П-37)
ДП-38)
где Мо — общее количество маршрутов передвижений в рассчитывае-
мой горловине;
Afi — количество маршрутов, передвижения по которым занимают
наиболее загруженный элемент;
Эо — наибольшее возможное число одновременных передвижений.
109
Связь эта выражается следующим корреляционным уравнением
(рис. 65):
аг = 0,944 — 0,0103®. (П-40)
Коэффициент корреляции 0,43 находится в области весьма значи-
мых величин [131, что говорит о тесной связи между аг и ®. Порядок
определения аг поясним на примере. Допустим, в горловине (рис. 66)
передвижения совершаются всего по 19 маршрутам (Л40 = 19), в том
числе с занятием наиболее загруженного элемента — по 10 (Mi = 10).
Одновременно возможны передвижения по четырем параллельным
маршрутам (Эо = 4), например пропуск нечетного пассажирского
поезда по пути /, подача с территории локомотивного хозяйства по
пути II поездного локомотива на пути секции 1 парка П-ОП, отправ-
ление четного грузового поезда с путей секции 2 парка П-Oil по об-
ходному пути Па и маневровая работа на вытяжном пути. При этом
® = М2~М* = _19~1°. = 3 и аг^ 0,914.
50-1 4-1
Пропускную способность стрелочной горловины с помощью коэф-
фициента использования устанавливают следующим образом:
определяют общее время занятия наиболее загруженного элемента
всеми операциями, число которых увеличивается пропорционально
росту объема работы:
Т = Зп/тг; (П-41)
Нечетное
Рис. 66. Схема центральной горловины участковой станции с продоль-
ным расположением приемо-отправочиых парков
110
подсчитывают коэффициент использования пропускной способ-
ности по формуле
находят пропускную способность горловины в операциях, которые
Могут быть выполнены на каждом совершаемом в горловине маршруте:
= (П-43)
k
где n'i — число принимаемых или отправляемых грузовых поездов,
подаваемых или убираемых поездных локомотивов, расфор-
мировываемых или формируемых составов и др.
Необходимо иметь в виду, что наибольшая величина Т не всегда
соответствует той стрелке, которая ограничивает пропускную способ-
ность горловины. Поэтому в сложных горловинах коэффициент ис-
пользования следует определять для нескольких стрелок с большой
загрузкой и значительным объемом постоянных операций. При этом
больше вероятность того, что найдена действительно та стрелка, кото-
рая ограничивает пропускную способность горловины.
4. НАЛИЧНАЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ
СОРТИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
Сортировочные горки
Определяя перерабатывающую способность станции, рассчитывают
все сортировочные устройства: горки, полугорки и вытяжные пути.
Перерабатывающая способность горки определяется исходя из того,
что она предназначена для расформирования и одновременного фор-
мирования составов в процессе роспуска, а заканчивают формирова-
ние совместно с локомотивами, работающими в противоположном кон-
це сортировочного парка. На горке же малой мощности (полугорке)
обычно как расформировывают, так и формируют составы; в противо-
положном конце сортировочного парка маневровый локомотив не ра*
ботает. Поэтому перерабатывающую способность полугорки надо оп-
ределять так же, как вытяжного пути на безгорочной станции, но с уче-
том меньшего, чем на нем, времени выполнения маневровых операций.
Если же в противоположном конце сортировочного парка маневровый
локомотив заканчивает формирование, то перарабатывающую спо-
собность горки малой мощности (полугорки) определяют, как для
обычной горки.
Последовательный роспуск. Перерабатывающую способность гор-
ки (в составах с линии) непосредственным расчетом определяют по фор-
муле
п... 1440-ЩР,
(^ГОР“Нвр₽) Рповт
111
где ST’boct — время занятия горки в течение суток для выпол-
нения постоянных операций, не зависящих от ваго-
нопотока (обработка вагонов с путей ремонта, мест-
ных, из вагонного депо и-др.);
/гор—средняя продолжительность занятия горки, . при-
ходящаяся на один расформировываемый состав,
с учетом окончания формирования и других опера-
ций,-т. е. горочный технологический интервал;
/врр — приходящееся на один состав время перерывов
в использовании горки из-за враждебных передви-
жений (главным образом уборки и подачи поездных
локомотивов, если пути для транзитных поездов
расположены рядом с парком приема, а также при
наличии объединенного парка приема без петли на
односторонней сортировочной станции);
HnoBT=^°Tti~Iir>?T~ коэффициент, учитывающий повторную сортировку
от части вагонов из-за недостатка числа и длины сор-
тировочных путей (если число сортировочных путей
соответствует количеству формируемых назначе-
ний, а их длина с учетом «окон» между отцепами,
размещения вагонов, поступающих в парк с горки
в период окончания формирования на вытяжных
путях, а также остатка вагонов от замыкающей
группы соответствует длине формируемых составов,
ТО Л^цоВТ О И РпоЕТ 1),
N0T — число вагонов, отправляемых за сутки из обслужи-
ваемой горкой системы, а также вагонов углового
потока, передаваемых в другую систему (устанав-
ливается на основе анализа работы станции);
Л?повт — число вагонов, повторно Сортируемых с горки за
сутки из-за недостатка числа и длины сортировоч-
ных путей (устанавливается на основе анализа ра-
боты станции).
Для ориентировочных расчетов коэффициент рповг можно при-
нимать равным 1,05.
Перерабатывающая способность сортировочной горки (при рПовт==
= 1) может быть определена упрощенным способом по формуле
п = игор-1440-2Т^т , (П.45)
^гор Рповт
где агор — коэффициент, учитывающий возможные перерывы в Ис-
пользовании горки из-за враждебных передвижений. Как
показывает анализ, агор можно’ принять равным 0,97.
Когда транзитный парк расположен параллельно с парком
приема и нет изолированного от гор^и соединения с дело,-
а также для объединенного парка приема без петли, то
в этих случаях агов = 0,95. Для определения кратковре-
менной перерабатывающей способности аг01, = 1.
112
Кратковременная перерабатывающая способность горки, необхо-
димость реализации которой возникает в периоды сгущенного подхода
поездов в переработку, определяется в предположении, что с горки сни-
мают окончание формирования и осаживание, не предусматривают
роспуск местных вагонов и др., т. е. ее максимально используют для
обработки поездов.
С помощью коэффициента использования перерабатывающую спо-
собность сортировочной горки находят следующим образом:
определяют общее время занятия горки всеми операциями; учиты-
вая максимальное освобождение горочных локомотивов от тех опера-
ций, которые могут быть выполнены на вытяжных путях или специаль-
но выделенными маневровыми средствами:
Т = Srtp^rop, (П-46)
где «pj — число распускаемых составов, поступающих с подхода г;
рассчитывают коэффициент использования перерабатывающей спо-
собности:
_________ТИповт___
arOp-1440-ST"P
находят перерабатывающую способность для каждой примыкающей
линии:
npf = ^. (П-48)
k
Последовательно-параллельный роспуск. Если на горке односто-
ронней сортировочной станции в течение суток часть составов расфор-
мировывают в режиме последовательного роспуска, а остальные —
параллельного роспуска (режим ПРС) с направлением некоторых ваго-
нов на отсевные пути и повторной сортировкой их, то перерабатываю-
щую способность в составах непосредственным расчетом (для числа
горочных локомотивов не менее четырех) определяют по формуле1
п _ стгор-1440—2ТП(Рт, (Ц-49)
[ Ср (1-М+ kn ( Д/-Р) -Нп V2-* *пв] Цповт
L J
где Ср1— средняя продолжительность занятия горки одним соста-
и Ср J в'ом соответственно при последовательном и параллельном
роспусках;
Д/"ор — потеря времени из-за пропуска поездных локомотивов через
предгорочную горловину в режиме ПРС, приходящаяся
на один горочный интервал Ср!
* Изложено с использованием исследований, выполненных И. И. Страков-
ским, Л. Б. Тишковым и Е. Г. Атаманенко.
ИЗ
ka — коэффициент параллельности роспуска составов, равный
отношению их числа, которое может быть переработано
в режиме ПРС, к общему количеству (в среднем за сутки);
— среднее время занятия горки переработкой одного состава
вагонов с отсевных путей;
брасф — средневзвешенное число вагонов в составах поездов, при-
бывающих со всех подходов (устанавливается на основе
анализа работы станции);
&п — средний маневровый состав при повторной сортировке
вагонов с отсевных путей;
апв — коэффициент повторной сортировки, равный отношению
числа вагонов, направляемых при режиме ПРС на отсев-
ные пути, к общему количеству перерабатываемых вагонов.
Величины С и ^гор определяют по технологическим графикам
работы горки, которые составляют отдельно для режима последова-
тельного роспуска одиночных составов и параллельного роспуска двух
составов при использовании четырех и более горочных локомотивов.
Потери А^гор возникают из-за различий в продолжительности расфор-
мирования составов, распускаемых параллельно. Размеры их зависят
от схемы предгорочной горловины и технологии пропуска поездных
локомотивов в промежутках между роспусками (табл. 23).
Таблица 23
Потеря времени из-за пропуска поездных локомотивов
через предгорочную горловину
Номер варианта Характеристика предгорочной горловины ., пар Дг гор при пропуске поездных локомотивов, мни
Шлюзовое соединение Параллельная стрелой пая улица для путей грузового направления по одному сплотками по два
1 Нет Нет 1,1 0,8
2 » Есть 0,6 0,4
3 Есть Нет 0,5 0,2
4 Есть 0,2 0,1
Коэффициент параллельности роспуска составов
ь k п'^~п t иск (П-50)
— ,vn max / поб »
где£птах—максимально возможное значение коэффициента парал-
лельности;
«об — общее число составов, перерабатываемых на горке;
«иск — число составов, подлежащих обязательной переработке
в режиме последовательного роспуска.
114
Величина knjaax зависит от соотношения рц тех перерабатываемых
составов негрузового и грузового направлений, любой из которых мо-
жет быть распущен с горки в режиме параллельного роспуска:
р пнгр О’^мест. игр (П-51)
ftrp О’^мест. гр
где «нгр и пг'р — общее количество составов соответственно негрузово-
го и грузового направлений, перерабатываемых на
горке («игр + пг'р = «об);
Нмесэ. нгр) — число составов местных поездов (кроме участковых)
И Имеет. гр J соответственно негрузового и грузового направлений.
При ₽п, равном 0,5; 0,67; 0,8 и 1, коэффициент £птах составляет со-
ответственно 0,64; 0,74; 0,79 и 0,82.
Величина Писк равна 0,8 («мест, игр + «мест. гр). Средний маневровый
состав при повторной сортировке с отсевных путей (Ьа = 25-=-30 физи-
ческих вагонов) зависит от общих размеров ее, условий, перестановки
состава на надвижную часть горки и мощности горочного локомртива;
величина коэффициента повторной сортировки апв—от размеров угло-
вых (перекрещивающихся) потоков, схемы соединения спускных путей,
числа путей надвига и порядка их использования при режиме ПРС.
Вычисляется последняя по следующим формулам:
рис. 67, а
апв — 0,5^п (В-угл, вгр + 5угЛ. Гр); (П-52а)
рис. 67, б
апь = 0,5&п (5уГЛ-НГр 4- ^угп.гр) (11-526)
115
рис. 67, в
апв — 0,5йп (Вугл. НГр 4" Вугл гв) (0,6^п 4~ 0,4), (П-52в)
где Вугл.нгр)—доля углового потока от вагонопотока, который может
и Вугл.гр.) перерабатываться в режиме параллельного роспуска,
соответственно негрузового и грузового направлений;
kn —доля вагонопотока, содержащаяся в тех частях составов,
роспуск которых осуществляется одновременно.
Если в схеме путевого развития (см. рис. 67, в) при параллельном
роспуске используются только 7/ и IV пути надвига (в качестве ходо-
вых выделены два внешних пути парка приема), то коэффициент апз
определяется по формуле (П-526). Значения ВуГЛ.ВгР и Вугл.гв опре-
деляют из натурных листов не менее чем за трехсуточный период. Если
данных о структуре вагонопотоков отдельных составов нет, то величину
.Вугл.нгр можно рассчитать по формуле
п __ ^угл.ИГР ~0'9^угл (мест) игр
-С’угл.нгр Т: п О V
2"нгр—и»° ;умест.нгр
(П-53)
где А^гл.нгр — число вагонов угловых потоков в негрузовом на-
правлении;
^угл(мест) игр — число вагонов углового потока в поездах местных
назначений (кроме участковых) негрузового на-
правления;
7VHrp. — число перерабатываемых вагонов негрузового на-
правления;
А^мест.нгр — число вагонов в поездах местных назначений (кро-
ме участковых) негрузового направления.
Вугл.гр определяют по формуле (11-53) с подстановкой в нее ва-
гонопотоков грузового направления. Величину k„ можно принимать
равной 0,75, если в предгорочной горловине парка приема нет парал-
лельных стрелочных улиц, а на надвижной части горки — шлюзовых
соединений или путепроводной развязки для пропуска поездных локо-
мотивов. При наличии таких устройств величина
$ =------*2.---
^р 4* /и.пар
где ip — среднее время роспуска состава;
/и.пар — приходящееся на один состав время от конца роспуска
предыдущего до начала роспуска следующего состава того
же направления при работе в режиме ПРС (определяется
по технологическому трафику работы горки).
С помощью коэффициента использования перерабатывающую спо-
собность горки определяют по формулам (П-46) — (П-48), при этом
^гор=^гор(1—kn) 4“ kn (/?ор 4“ А/?ор) 4* /п—г— апв« (П-54)
Од
116
Пример. Определим величину teop на односторонней сортировочной стан-
ции при параллельном роспуске в течение части суток на горке с тремя путями
надвига,' соединенными обыкновенными съездами, двумя спускными путями
(см. схему рис. 67, а) и использовании четырех горочных локомотивов. Исход-
ные данные: <"°£ = 9,3 мии; /"^ = 5,1 мин; в предгорочной горловине нет шлю-
зового соединения и параллельной стрелочной улицы для путей грузового на-
правления, а локомотивы от поездов пропускают в депо через предгорочную
горловину сплотками по два,' т. е. Д^р = 0,8 мин; nog = 130; лвгр = 58;
ямест.нгр ~ пгр = 721 пмёст.гр ~ 1® составов; Л+гр = 2550; A^MecT.Hrp —
= 680; Л^угл. нгр == 310; Л^угл(мест)нгр == 150; УУгр = 3950; - А^мест,гр =
— 500; Л^угл.гр — 345; Д^угл(мест)гр = 125 вагонов; = 10,5 мин; ЬРасф==
= 50; &п = 30 вагонов.
Оо—0,0 • 1 I
Решение. По формуле (П-51) (Зп = 72___0 8-13 = ®>72-
Следовательно, интерполируя, получаем йптах = 0,76.
По формуле (П-50)
йп= 0,76
130 — 0,8(17 + 13)
130
= 0,62.
По формуле (П-53):
^угл.нгр —
бугл.гр —•
310 —0,9150
2550— 0,8-680
345— 0,9-125
-------------=0,065.
3950 — 0,8-500
= 0,087;
По- формуле (П-52а)
апв = 0,5 . 0,62(0,087 + 0,065) = 0,047.
По формуле (П-54)
/гор = 9,3 (1—0,62) + 0,62(5,1 + 0,8) + 10,5 -gy '0,047 = 8 мин.
Таким образом, по сравнению с режимом последовательного роспуска ве-
9.3—8 -
личина /гор снизилась е 9,3 до 8 мин, т. е. иа 100 = 14%, а перерабаты-
У ,о
вающая способность горки увеличится на ,-----------1 ) 100 = 16%.
\ 100—14 /
Вытяжные пути
Упрощенным способом перерабатывающую способность вытяжных
путей горочных и безгорочных станций непосредственным расчетом-
определяют соответственно по формулам:
= «в-1440-^^ост-
^офв + ^возвр
„6 ав-1440-2^ост
"в — /й-; •
(П-55)
(П-56)
117
где ав — коэффициент, учитывающий возможные перерывы в
использовании вытяжного пути из-за враждебных пе-
редвижений;
2Тпост — время занятия вытяжного пути в течение суток для
выполнения постоянных операций, не зависящих от
объема перерабатываемого вагонопотока;
/ОфВ — приходящееся на один состав средневзвешенное время
окончания формирования на вытяжном пути горочной
станции и вывода сформированного состава в парк
отправления;
/возвр — время возвращения маневрового локомотива на вытяж-
ной путь; ,
1р — время расформирования состава на вытяжном пути
безгорочной станции;
4 — то же формирования состава.
При двустороннем расформировании-формировании составов в рас-
чет необходимо принимать соответствующие значения /р и 4- Резуль-
таты расчетов показывают, что коэффициент ав можно принимать рав-
ным 0,93—0,95, «причем меньшая величина относится к случаю, когда
маршруты перестановки в парк отправления составов, сформированных
на других вытяжных путях, и возвращения маневрового локомотива
враждебны маршрутам передвижений маневрового локрмотива, ра-
ботающего на рассчитываемом вытяжном пути.
При расчете с помощью коэффициента использования перерабаты-
вающей способности вытяжного пути подгорочного парка сортировоч-
ной станции время Т находят по формуле
= 2 «оф/ ^офг 4" ^ф* 4"
4-S'(no$i +Иф«) О пер + ^возвр) 2иман ^ман, (П-57)
где рг — заданная доля составов линии i, требующих окончания
формирования на' вытяжном пути (устанавливается на
основе анализа работы станции, обычно 60—70%);
«оф i — число составов линии i, формируемых полностью и
частично горкой и обрабатываемых на данном вытяжном
пути;
/офг — приходящееся на один поезд средневзвешенное время
окончания формирования на вытяжном пути первых
двух третей состава и соединения групп вагонов линии i;
/Ф — число составов линии i, полностью формируемых на
вытяжном пути;
/фг — приходящееся на один поезд время формирования на
вытяжном пути состава линии i;
^пер — время перестановки сформированного состава в парк
отправления;
^возвв — время возвращения маневрового локомотива на вытяж-
ной путь;
118
«мая — число маневровых и других передвижений (занимающих
вытяжной путь, помимо сортировочной работы), завися-
щих от размеров движения;
/ман — время занятия вытяжного пути соответствующим манев-
ровым передвижением.
При отправлении поездов из сортировочного парка /ВеР и /в03вр не
учитываются. Дальнейший порядок расчета перерабатывающей спо-
собности вытяжного пути такой же, Как и сортировочной горки.
Для вытяжного пути безгорочной станции
Т = 'Ztlpi /р 4- /ф 4- S/гф/ (/пер + ^Возвр) + 2«маи ^ман> (П-58)
где n,pi —число расформировываемых составов, поступающих с при-
мыкающего к станции подхода Z;
Пф/ —число составов своего формирования, отправляемых на
выход i.
Если при приеме или отправлении поездов маневровая работа на
рассчитываемом сортировочном устройстве прекращается, то при оп-
ределении перерабатывающей способности непосредственным расчетом
соответствующее время в доле, приходящейся на один состав, вклю-
чается в знаменатель формулы, а при расчете с помощью коэффициента
использования в общее время Т занятия сортировочного устройства
необходимо дополнительно включить «пр^пр (»от^От)> гДе »пР («от)—
число поездов, при приеме (отправлении) которых невозможно выпол-
нять маневровую работу; /пр (/от) — время занятия примыкающей
к сортировочному устройству горловины при приеме (отправлении)
поезда.
Перерабатывающую способность сортировочного устройства в ва-
гонах определяют с учетом величины поездных составов; в нее вклю-
чают и число вагонов, обрабатываемых на сортировочном устройстве
за время 2ТП001.. Перерабатывающая способность горочной сорти-
ровочной станции равна сумме перерабатывающей способности сорти-
ровочных систем (горка и вытяжные пути подгорочного парка) и вы-
тяжных путей других парков станции, на которых расформировы-
вают-формируют поезда. Для безгорочной станции общая перерабаты-
вающая способность равна сумме перерабатывающей способности сор-
тировочных устройств, на которых расформировывают-формируют
поезда. Когда перерабатывающая способность по расформированию
отличается от формирования, то необходимо перераспределить загруз-
ку сортировочных устройств, чтобы она была одинаковой. Надо иметь
в виду, если составы расформируемых и формируемых поездов раз-
личны, то перерабатывающая способность по обеим этим операциям
должна быть одинаковой в вагонах; в поездах же она может быть раз-
ной.
119
5. РЕЗУЛЬТАТИВНАЯ ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СТАНЦИИ
Перераспределение пропускной способности
Пропускную способность устанавливают по направлениям движе-
ния (четное и нечетное), примыкающим линиям и категориям поездов,
а также в целом по станции. Результативную пропускную способность
определяют на основе анализа пропускной способности отдельных
устройств. Однако в качестве результативной нельзя принять пропуск-
ную* способность лимитирующего устройства, полученную при пер-
воначально приняты^ условиях работы. Необходимо рассмотреть воз-
можность увеличения пропускной и перерабатывающей способности
ограничивающих устройств, изменив первоначально принятые усло-
вия, перенеся часть работы с загруженных устройств на другие, менее
загруженные. Например, если один из двух приемо-отправочных парков
ограничивает пропускную способность, а другой имеет запас, то целе-
сообразно предусмотреть увеличение приема поездов в него. Возможно,
что прием в переработку и отправление поездов своего формирования
нельзя полностью реализовать из-за недостатка перерабатывающей
способности сортировочных устройств, тогда можно увеличить пропуск
транзитных поездов без переработки.
Пропускную способность горловины можно увеличить, перенеся
некоторые маневровые и поездные передвижения с более загруженных
на менее загруженные стрелки или даже в другие горловины. Иногда
повышают пропускную способность горловины, изменив отдельные
маршруты передвижений и снизив враждебность их. Когда перераба-
тывающую способность сортировочной станции ограничивает горка,
следует освободить горочные локомотивы от осаживания вагонов на
путях подгорочного парка, снять с нее окончание формирования, не
распускать местные и отремонтированные вагоны и др. Если же огра-
' ничивающим устройством являются вытяжные пути подгорочного пар-
ка, то увеличивают загрузку горки выполнением операций по оконча-
нию формирования.
Выявив все возможности для увеличения пропускной способности
станционных устройств, результативную пропускную способность стан-
ции принимают по ограничивающему устройству. Если пропускная
способность станции по направлениям не соответствует потребности,
а также чтобы можно было освоить повышенные размеры движения на
главнейших из них, ее следует перераспределить при помощи пере-
водных коэффициентов. Так, пропускную способность линии i, где ее
недостает, можно увеличить за счет другой линии j на величину
Дгаг = (П-59)
где Дп7- — размер уменьшения пропускной способности
устройства для поездов линии (категории) /;
Р] - I — переводной коэффициент поездов линии (категории)
/ в поезда линии (категории) i:
„ _^зан/.
7 1 ^зан i '
/зая i И /Зан i — время занятия устройства станции одним поездом
соответствующей линии (категории).
120
Например, если время занятия пути рассчитываемого парка поездами с ли-
нии В составляет' t3SCBB = 37 мин, а с линии Д — <заид = 34 мин, то за счет
избытка пропускной способности парка для линии В в размере Д пв ~ п0-
ездов можно увеличить пропускную способность его для линии Д на
/зан В
&Пд = —------Длв= — 10^11 поездов.
*занД 34
Аналйз результатов расчетов позволяет определить «узкие» места
и резервы в использовании устройств, а также своевременно разра-
ботать организационно-технические мероприятия для ликвидации ог-
раничивающих элементов в пропускной способности.
Взаимодействие смежных устройств
В принципе пропускную способность следует определять с учетом
взаимодействия смежных устройств. Однако исследование показы-
вает, что при этом сразу же получается результативная пропускная
способность всего комплекса, обычно равная пропускной способности
ограничивающего устройства, а для остальных устройств она остает-
ся неизвестной. Поэтому, чтобы выявить «узкие» места и решить ряд
эксплуатационных задач, требуется определить пропускную способ-
ность отдельных устройств или вообще без учета взаимодействия со
смежными, или при условии, что они не ограничивают пропускную спо-
собность рассчитываемого. Исследование графиков совместной работы
путей станции, горки и перегонов показывает, что когда их пропускные
способности значительно отличаются друг от друга, то взаимодействие
в работе их не влияет на результативную пропускную способность,
которая получается равной пропускной способности ограничивающего
устройства. Следовательно, специально учитывать взаимодействие
при этом не требуется. Если же пропускные способности путей станции,
горки и перегонов приблизительно одинаковы, то при их взаимодейст-
вии результативная пропускная способность будет меньше, чем у огра-
ничивающего устройства.
Установлено, что потери вследствие взаимного влияния смежных
устройств (в том числе и из-за некратности времени занятия пути ин-
тервалу прибытия поездов) надо учитывать для парков узловых стан-
ций при скользящей специализации путей по примыкающим линиям,
когда пропускные способности их и парка отличаются не более чем на
5%. Аналогично потери, вызываемые прибытием поездов с одного под-
хода в специализированные парки приема и транзитный, следует учи-
тывать только тогда, когда суммарная пропускная способность послед-
них и подходов разнится не более чем на 5% [12]. В остальных случаях
попытка учесть взаимодействие в работе смежных устройств приводит
к тому, что вместо пропускной способности путей рассчитывается пр'о-
пускная способность ограничивающего устройства (например, подхода
или горки).
Как показал анализ работы конкретных станций, пропускная спо-
собность смежных устройств (без учета взаимодействия) всегда разли-
чается значительно больше чем на 5%, поэтому практически всегда ре-
121
зультативная пропускная способность комплекса равна пропускной
способности ограничивающего устройства и, следовательно, специаль-
ного учета взаимодействия не требуется. Очевидно', что принцип рас-
чета пропускной способности любого железнодорожного устройства
(перегоны, станционные пути, горловины, горки и др.) должен быть
единым: наличную пропускную способность устройства можно опреде-
лить только при условии, что ее не ограничивают соседние устройства.
6. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТОВ
Анализ результатов расчетов показывает, что малоэффективным
ручным способом правильно определить пропускную способность стан-
ций в сжатые сроки не всегда под силу человеку. Сложность, много-
вариантность и взаимосвязь операций зачастую вызывают возникнове-
ние ошибок двух видов. Выполнение большого числа различных вы-
числительных операций часто сопровождается арифметическими ошиб-
ками. Кроме того, в ряде случаев допускаются серьезные отступления
от действующей методики. В ЦНИИ МПС проделана определенная ра-
бота по автоматизации расчетов пропускной и перерабатывающей спо-
собности станций с помощью ЭВМ. Для этого требуется исходная ин-
формация следующих трех видов: нормы продолжительности выполне-
ния различных операций, данные о количестве этих операций и спе-
циальные признаки. Все исходные данные формализованы. Фактичес-
ким наименованиям станций, парков, примыкающих к ним линий, но-
мерам стрелок в горловинах и др. соответствуют условные шифры и
признаки, например: '
признак рассчитываемого парка: 0 — приемо-отправочный, 1 —
приемный, 2 — отправочный;
характер его работы: 1 — в одном направлении (четном или нечет-
ном), 2 — в обоих направлениях;
характер движения пассажирского поезда: 0—с двухпутной линии
на двухпутную, 1 — с однопутной линии на однопутную, если из парка
отправляют грузовые поезда на те же линии, с которых они прибывают
в него, и т. д.
Исходная информация вводится в специально выделенный для нее
массив оперативного запоминающего устройства машины. Число
ячеек в нем соответствует максимально возможному объему инфор-
мации, необходимой для определения пропускной способности дву-
сторонней сортировочной станции с тремя подходами с каждой сторо-
ны. Программы и очередные исходные данные находятся во внешнем
запоминающем устройстве машины НМБ, а в оперативной памяти НФ—
лишь небольшая по объему управляющая программа, которая обеспе-
чивает последовательный вызов из внешнего накопителя данных, тре-
буемых для расчета пропускной и перерабатывающей способности стан-
ционных устройств (рис. 68). После ввода в НФ исходных данных уп-
равляющая программа осуществляет перезапись из НМБ на НФ про-
граммы перевода исходных данных из десятичной системы счисления
в двоичную и передает ей управление. Затем исходная информация пе-
резаписывается в НМБ, а программа для расчета пропускной способ-
122
Рис. 68. Общая схема расчета пропускной способности станции
ности путей — в НФ и управление передается этой программе. После
определения пропускной способности путей управление снова пере-
дается управляющей программе, которая осуществляет перезапись
из НМБ в НФ данных и программы для расчета пропускной способ-
ности стрелочных горловин. По окончании расчета горловин из НМБ
в НФ перезаписывают исходные данные и программу для определения
перерабатывающей способности сортировочных устройств. Результаты
выдает алфавитно-цифровое печатающее устройство.
Универсальность программы достигнута учетом всех практически
возможных случаев определения пропускной способности станций.
После расчета одйой станций программа готова для выполнения рас-
чета следующей. Программа компактна, так как в процессе счета много-
кратно используются одни и те же блоки для аналогичных арифмети-
ческих и логических операций. Продолжительность расчета определе-
на исходя из предположения, что необходимые для него исходные дан-
ные получены заранее. Собственно расчет пропускной и перерабаты-
вающей способности устройств двусторонней сортировочной станции
вручную занимает около 70 ч, машинный расчет:
Продолжитель-
ность, ч
Перфорация исходных данных 6
Визуальная сверка выданной на печать исходной 3
информации с оригиналами
Устранение обнаруженных ошибок 0,5
Ввод в машину, счет и выдача на печать 0,2
Всего 9,7
123
Главное же в том, что при расчете на ЭВМ резко уменьшается
возможность возникновения арифметических ошибок и полностью ис-
ключены отступления от принятой методики расчета. Применение ЭВМ
позволит централизованно и чаще'рассчитывать пропускную способ-
ность станций с высокой степенью точности независимо от индивидуаль-
ных качеств расчетчиков, резко сократит сроки выполнения расчетов,
освободит инженерно-технических работников станций, отделений
и управлений дорог от трудоемкой работы, даст возможность сосредо-
точить основное внимание на проверке правильности исходных данных
и анализе результатов.
7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
На направлении А—Д (см. рис. 53) находятся крупные станции:
А — односторонняя сортировочная с механизированной горкой, работаю-
щая на четыре направления;
Б — бывшая участковая; транзитные грузовые поезда проходят ее без ос-
тановки, поэтому пропускная способность ее не рассчитывается;
В — безгорочная сортировочная, работает на три направления;
Г — неузловая участковая на однопутной линии;
Д — основные направления работы Д—Л и Д—К, загрузка в направлении
Д—А незначительна, поэтому пропускная способность для направления А—Д
не рассчитывается.
Станция А (рис. 69). Парк отправления. Пути 7—13 предназначены для от-
правления поездов своего формирования на Е и 3; т = 7; 2Т"Р.т = 0. Исход-
ные данные приведены в тйбл. 24.
Таблица 24
Исходные данные для парка отправления
Направле- ние Движения Характе- ристика выхода Число грузовых поездов (без сборных) п' Время занятия пути грузовым поездом (без сборных) *зан "пс "сб Номер выходач
Е 2АБ 35 39 55 1 I
3 1ПАБ 10 40 4 1 II
При определении коэффициента а (учитывающего влияние движения пас-
сажирских и сборных поездов) надо пользоваться графиком (см. рис. 9 в при-
ложении). При лсб1 = 1, nnci= 55, псбП = 1 и лпСп = 4 а ^0,62.
Общее время занятия путей операциями, увеличивающимися пропорци-
онально росту размеров движения, по формуле (11-33)
Т = 35 • 39 + 10 « 40 = 1765 мин.
Коэффициент использования пропускной способности парка [см. формулу
<П34)1 ___________1765_________
~ 0,62-1,09-1440-7 — 0 = 0*28-
Пропускная способность путей парка [см. формулу (П-35)]:
„ 35
на линию £ ---- = 126;
0,28
„ 1°
на линию 3 g-gg = 36.
124
Нечетное
OS
Рис 69 Схема станции А
К этим результатам добавляется соответствующее число сборных поездов.
Аналогично определена пропускная способность путей 2—5, специализирован-
ных для поездов своего формирования на £ и Ж, а также путей парка приема
(см. рис. 69).
Нечетная горловина I парка приема. Конструкция и характер выполняемой
работы позволяют совершать передвижения одновременно по трем параллель-
ным маршрутам (прием разборочного поезда из Б на путь 7, прием разбороч-
ного поезда из Ж на путь 3 и уборка поездного локомотива с пути 2 через тупик
8 на территорию локомотивного хозяйства от четного разборочного поезда из
А или 3). Следовательно, Эо= 3. Необходимые для расчета данные приведе-
ны в табл. 25. Наиболее загружена группа стрелок 307, 309, 329, 331, для кото-
рой Т = 239,5 мин и 7'r!J0CT = 0. Всего передвижения осуществляются по 20
маршрутам (Мо = 20), в том числе с занятием наиболее загруженной группы
стрелок — по 10 маршрутам (A4j = 10). Следовательно, по формуле (11-39)
20—10
«» = "з~1~ = 5 и по графику (см. рис. 65) коэффициент аг = 0,894. Коэффи-
циент использования [см формулу (II-42)] равен
239,5
й=---------------
0,894-1440—0
= 0,186.
Пропускная способность горловины по каждому маршруту (кроме свя-
занных с выполнением постоянных операций) определяется по формуле (11-43).
Очевидно, что ее можно определять не для каждого маршрута, а только
для тех, которые используются при установлении результативной пропускной
способности. Аналогично определена пропускная способность остальных гор-
ловин станции.
Сортировочная горка. На горке обрабатывают поезда из Б, Ж, Е и 3; ко-
личество их соответственно равно 29, 16, 21 и И, цповт = 1. Горочный техно-
логический интервал /гор = 14,5 мин. Время занятия горки постоянными опе-
рациями = 96 мин. Величины поездных составов: ЬБ = ЬЕ = 50;
= Ь3 = 45 вагонов. Количество вагонов, обрабатываемых за время
^^пост> ^пост = 150- Работать на горке нельзя при приеме поездов из Е на
пути 4—7 и из 3 на пути 1—4\ из Е на пути 4—7 поступает 8 поездов (время
занятия одним поездом 5 мин) и из 3 на пути 1—4 — 5 поездов (время занятия
одним поездом 6 мин). По формуле (11-46) Т = (29 + 16+21 + 11) 14,5 +
+ (8 > 5 + 5 « 6) = 1186 мин.
Поскольку парк приема объединенный, агор = 0,95; коэффициент исполь-
зования по формуле (11-47)
. 1186
k =----:---------_ 0 ад
0,95-1440—96
29+16+21+11
Перерабатывающая способность горки по формуле (П-48)-g-gg---=83
состава, в том числе по линиям:
29 16 21 „ 11
п I- == т = 31; п у?= 17; л с-= = 23; л □ == — 12.
Б 0,93 0,93 Е 0,93 3 0,93
Перерабатывающая способность в вагонах N = 31 • 50 + 17 « 45 +
+ 23-50 + 12 . 45 + 150 = 4155.
Вытяжной путь 1. Предназначен для обработки поездов своего формиро-
вания: на Б—20 одногруппных и 1 многогруппный; на Ж — соответственно 15
и 1. Окончания формирования требуют составы 70% поездов, Р, = 0,70. Дан-
ные для расчета следующие: = 15 мин; /ф = 35 мин; Z°ep + ^нозвр — 12 мин>
Лман ^ман = мин; ЗТ’пост ~ 60 мин; ЬБ ~ 50; ЬЖ ~ 45 вагонов. Общее
время занятия вытяжного пути всеми операциями по формуле (П-57) Т —
= 0,70 (20 + 15) 15 + 2 . 35 + (21 + 16) 12.+ 47 = 928 мин.
126
Таблица 25
Исходные данные и пропускная способность нечетной горловины парка приема
Ар Время занятия
Номера стрелок, к R а 3 s s н в & о'е хп' загружен- ных стрелок, 5Й
Маршрут участвующих « К 0. □ гас мин » а
в маршруте Продол ИОСТЬ 2 иой оп мин а а 5 “ © В 301, 313, 319 307, 309, 829, 331 е5
Прием поезда из Б на пути 6, 7 301, 313, 319 5 И 55 — 59
То же на путь 5 301, 313, 315, 317 5 8 40 — 43
» » пути 3, 4 301, 313, 317, 325 5 8 40 — 43
» » », 1, 2 301, 305, 307, 331 5 2 10 10 11
Прием поезда из Ж на пути 6, 7 305, 311, 317, 319 6 2 12 — 11
То же на путь 5 305, 311, 317 6 1 — — 5
» » пути 3, 4 305, 311, 317, 325 6 6 — — 32
» » » 1, 2 305, 307, 331 6 7 — 42 38
Уборка локомотива от поез- да из Е‘или 3 с путей 6, 7 в тупик 8 319, 317, 311, 309 1.5 6 9 9 32
То же с пути 5 317, 311, 309 1,5 4 — 6 22
» » пути 3, 4 329, 331, 307, 309 1 11 — И 59
» » » 1,. 2 329, 331, 307, 309 1 11 — 11 59
Уборка локомотива из ту- пика 8 в депо 309, 307, 331, 333 1,5 32 — 48 173
Выезд горочного локомоти- ва с путей 6, 7 за стрелку 319 321, 319 1 19 19 — 103
Заезд от стрелки 319 на пу- ти б, 7 „ 319, 321 1 19 19 — 103
Выезд с путей 6, 7 за стрелку 317 321, 319, 317 1,5 13 19,5 — 70
Заезд от стрелки 317 на путь 5 317, 323 1 13 — ’—‘ 70
Выезд с путей 1, 2 в тупик 8 331, 307, 309 1 45 — 45 243
Заезд из тупика 8 на пути 3, 4 309, 307, 331, 327 1,5 25 — 37,5 135
То же иа пути 1, 2 309, 307, 331 1 20 — 20 108
127
Работе на пути враждебны маршруты возвращения маневровых локомоти-
вов вытяжных путей 2 и 3 после вывода сформированных составов в парк от-
правления, поэтому1 ав = 0,93. Коэффициент использования перерабатываю-
щей способности
k =
928
0,93-1440-60 =0,725-
Перерабатывающая способность вытяжного пути 1 по формуле (П-48)
21+16 _ -
---0 725--- ~ °* состав, в том числе по примыкающим направлениям:
2— = 29; пж = —5^- = 22
е 0,725 ж 0,725
В вагонах перерабатывающая способность N = 29 « 50 + 22 . 45 = 2440.
Аналогично определена перерабатывающая способность вытяжных путей
2 и 3, на которых обрабатывают поезда своего формирования на В и 3.
Результативная пропускная способность (табл. 26) По приему из 5 и 2К ее
ограничивает парк приема, а из Ей 3—четная его горловина. Неиспользуемую
пропускную способность парка приема для направлений с Е я 3 невозможно
реализовать для направлений Б и Ж, так как ограничивающее устройство —
четная горловина парка приема, примыкающая к сортировочной горке. Воз-
Таблица 26
Сводные данные о пропускной и перерабатывающей способности станции А
Операция Направление Пропускная способность Перерабатывающая способность
парка горловины результатив- ная горки вытяжного пути | результативная |
приема (пути 1—7) 1 отправления (пути 2—5) : отправления ! (пути 7—13) нечетной парка приема (стрелки 307, 309, 329, 331) 1 четной парка приема I (стрелки 201, 300) нечетнрй парка отправ- ления (стрелки 115, 117) четной парка отправле- 1 иия (стрелки 102, 120, 122, 130) нечетной между ЛВХ, СП и пассажирским парком (стрелки 13. 15) парков горловин станции J 1 2 3
ф W я •о s «Я Б—А 95 156 95 156 95 31 . 31
о 2 я X s s Я о- tn 51 68 — 86 22 29 92 101 51 68 86 22 51 22 17 23 — — 17 23
м 3—А 34 — — — 11 15 48 — 34 11 11 12 — — — 12
й
о 2 с « А—Б — 61 — — .— 28 — 101 61 28 28 — 29 — — 29
ф (П X о X <+ <и я sa &© А—Ж А—Е — 46 127 — 22 158 77 46 128 22 158 22 128 — 22 41 18 22 59
А—3 — — 37 — — 47 — 37 47 37 — — 3 14 17
о
128
можные пути повышения ее пропускной способности, а следовательно, и резуль-
тативной для станции по приему (расформированию): ~
прием поездов из Е, как правило, только на пути 1—3, а из 3 — только иа
5—7 с использованием пути 4 в основном для пропуска горочных локомотивов;
уборка локомотивов от нечетных поездов из Б и Ж по одному из свободных
путей 5—7 и далее через тупик 8 на территорию локомотивного хозяйства;
кардинальное средство — реконструкция и развитие.
По отправлению на Б и Ж результативную пропускную способность огра-
ничивает нечетная горловина, а на Е иЗ — пути 7—13 парка отправления.-
Пропускная способность парка на Е и 3 может быть увеличена за счет неисполь-
зуемой по отправлению на Б и Ж- Для этого необходимо путь 6 специализиро-
вать для поездов на Е и 3, а в качестве ходового использовать путь 5. При этом
следует после стрелки 147 уложить съезд между путями 7 и 6, чтобы можно было
производить маневровую работу на пути 6 маневровым локомотивом вытяжного
пути 2 без занятия наиболее загруженных стрелок (115 и 117) нечетной гор-
ловины. Все это позволит увеличить результативную пропускную способность
станции А.
Результаты расчетов для станций В (рис. 70) и Г (рис. 71) приведены соот-
ветственно в табл. 27 и 28. Результативную пропускную способность станции
В цо приему и отправлению поездов ограничивают нечетная и четная горлови-
ны парков П-01, С и П-ОП. Для четной горловины ее можно несколько повы-
сить, если локомотивы в парк Я-О/^подавать (убирать), используя свободные
пути, главный путь III и четную горловину пассажирского парка. Для повы-
Таблица 27
Сводные данные о пропускной и перерабатывающей
способности станции В
Опера- Направление Пропускная способность Перерабатывающая способность
парка горловины результативная вытяжных путей результативная |
| П-Ol (пути 3—13) 1 П-ОП (пути 4—12) | ^нечетной пассажир- ского парка (стрелки lt 5) четной пассажир- •скогЪ парка (стрелки 20, 26) нечетной парков П-Ol, С и П-ОП (стрелки 113, 119) четной парков П-Ol, С н П-ОП (стрелки 144, 146) парков горловин станции 23 24 25
ция
6 с CJ . ™ О ' И~В 11 17 23 10 11 10 10 7 — 5 5
г—в 40 —. 51 69 31 — 40 31 31 21 — 16 16
S о. С n X. w Б—В — 51 — — — 37 51 37 37 — 28 25 25
X
g <y S s =
||§ И—Б 74 — 85 115 51 59 74 39 39 — — — —
<р К § ® n Б—И .— 19 28 38 17 13 19 13 13 — — — —
- C-U с d. d. о С ь E -
CO
<Р 3 cd С О W d_ В—И — 40 , 62 85 37 — 40 37 37 — 22 19 19
нне not (форми ваиие) В-Г В—Б 50 28 45 61 27 29 28 50 27 29 27 29 26 16 14 19 14 19
5 Зак. 984 129
ш.
Нечетное
Рис. 70. Схема станции В
I
шения результативной перерабатывающей способности станции надо освобо-
дить вытяжной путь 25 от части выполняемых на нем операций, передав их на
вытяжные пути 23 и 24.
Если при расчете исходить из другого соотношения между транзитными
и разборочными поездами, а именно: увеличить удельный вес первых, то и про-
пускная способность станции по их пропуску будет соответственно выше, но по
пропуску перерабатываемых поездов будет несколько ниже.
Размеры пропускной способности путей и горловин станции Г (табл. 28)
значительно превышают пропускную способность однопутной линии В—Д, на
которой она расположена. Таким образом, пропускная и перерабатывающая
способность станций А, В и Г обеспечивает заданные размеры движения на на-
правлении А—Д.
5*' 131
Таблица 28
Сводные данные о пропускной способности станции Г
Операция Направле- ние Пропускная способность
парка горловины результативная
П-О (пути 3—7) нечетной (стрелки 2, 10) четной (стрелки 23, 29) парка горло- вин станции
Прием поездов д-г 2* 23 II 2 23 2
(расформирование) В—Г 11 — 27 11 27 11
Прием и отправле- ние транзитных поездов to Ja u 80 60 91 69 109 82 80 60 91 69 80 60
Отправление поездов г-д — 45 — — 45 45
(формирование) г—в — — 14 — 14 14
* С Д прибывают в разборку лишь Два сборных поезда, поэтому и пропускная способ
ность парка также равна 2.
Глава Ш
УСТРОЙСТВА электроснабжения
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Наличной (максимальной) пропускной способностью устройств
электроснабжения называется наибольшее число пар однотипных
поездов, которое может пропустить линия при существующих мощности
и размещении тяговых подстанций, сечении контактной подвески, при-
нятой системе организации движения поездов; потребной — количест-
во пар поездов, бесперебойный пропуск которых в расчетном году долж-
ны обеспечить проектируемые устройства. При расчете первой пред-
полагается, что все резервные агрегаты работают; при расчете второй
предусматривается резерв, необходимый для обеспечения бесперебой-
ной и надежной работы устройств электроснабжения в различных
эксплуатационных условиях. Методика1 расчета их основана на теорети-
ческих и экспериментальных исследованиях, проведенных на электри-
фицированных линиях Московской, Восточно-Сибирской, Донецкой,
Западно-Сибирской, Южно-Уральской и Свердловской дорог.
Основная особенность работы устройств электроснабжения — не-
равномерность нагрузки, создаваемая изменением токов, потребляемых
отдельными поездами, и неодинаковым числом последних в различные
периоды суток. Поэтому преобразовательные агрегаты. рассчитывают
на режим работы с перегрузкой, а для тяговых подстанций определяют
не только суточную, но и часовую пропускную способность. Суточная
пропускная способность определяется для непараллельного графика
в грузовых поездах средневзвешенных по расходу энергии для каждого
направления с учетом доли пропускной способности, приходящейся
на пассажирские и пригородные поезда, определяемой через коэффи-
циент съема; часовая пропускная способность — для параллельного
графика в грузовых поездах, установленного для каждого направления
веса.
Вторая особенность — связь с режимами работы электровозов.
Осуществляется она через уровень напряжения на токоприемниках
последних. Напряжение на токоприемнике и шинах подстанции не-
постоянно. Оно меняется в зависимости от местонахождения электро-
возов, суммарной нагрузки подстанции, тока, потребляемого рассмат-
риваемым поездом, величины напряжения в энергосистеме и др. Уст- -
ройства электроснабжения при оптимальном режиме должны обеспе-
1 Методика расчета наличной пропускной способности железнодорожных
линий по мощности тяговых подстанций разработана совместно с А. М. Бара-
новым.
133
чить наилучшее использование подвижного состава. Таким образом,
пропускную способность электрифицированных линий определяют
мощность тяговых подстанций и уровень напряжения на токоприемни-
ках электровозов. Меньшее из полученных значений — результирую-
щее. Для него рассчитывают защиту контактной сети от токов короткого
замыкания и проверяют на нагревание провода, питающие и отсасы-
вающие фидеры, а также реакторы сглаживающих устройств.
2. мощность тяговых ПОДСТАНЦИИ
Основные уравнения
Установленная мощность тяговой подстанции на стороне выпрям-
ленного тока равна
i = Na
Риу=^н S 4, (in-1)
i = 1
где Uda — номинальное напряжение на шинах подстанции, кВ;
Na — число агрегатов;
/н — номинальный ток агрегата, А.
При однотипных агрегатах Рну = UdaNaIa. Если принять Uds =
= 3,3 кВ, то Рну = 3,3 Аа/Н = 3,3/£сТ. Средняя нагрузка подстанции
зависит от токов, потребляемых поездами, одновременно находящимися
в зоне ее питания:
т f
/пст= 22 xJ0in0l-, (Ш-2)
1 1
где Ioi — средний ток, потребляемый поездом типа i за время хода по
фидерной зоне, А;
noi — число поездов типа I, одновременно находящихся в меж-
подстанционной зоне;
X; — доля тока поезда типа i, приходящаяся на подстанцию;
f — число типов поездов;
т — число фидеров.
Если все поезда на каждой межподстанционной зоне однотипны, то
/пет— 2х/0П0. (Ш-З)
1
На двухпутных линиях
n0 = n,Z=y-/, (Ш-4)
где пч — число поездов, проследовавших межподстанционную зону
за 1 ч;
t — время хода поезда по межподстанционной зоне, ч;
/ — интервал между поездами, мин.
134
Приняв пч одинаковым для всех направлений и подставив значение
п0 в выражение (Ш-З), получим
т
/пст==пч£ (Ш-5)
I
откуда (если /пст = 7„ст)
гПСТ гПСТ 77
* И л.
У х/о t 2
1 1
где Ao = U^I0t~расход энергии за время хода поезда по межподстан-
ционной зоне, кВт -ч;
С7Т — напряжение, принятое при тяговом расчете, кВ.
- Выражение (Ш-6) не учитывает, однако, того, что электротяговая
нагрузка непрерывно меняется в зависимости от количества поездов,'
одновременно находящихся в зоне питания подстанции, их веса и
типа, тока, потребляемого отдельнымиляз них, профиля участков, по
которым они следуют. Величина эффективной нагрузки точнее отра-
жает это, чем среднее значение. Однако вывод формул брлее сложен.
Постоянный ток. Как известно [15], квадрат эффективной нагруз-
ки
т / т \ 2 т
(/Г)2=2^ф+ 2d +34, (ш-7)
1 \ 1 / 1
где /Эф — эффективное значение нагрузки отдельных фидеров:
7|ф = X2 Ро П* ( —+ ; (Ш-8)
\ «о J
1ф — среднее значение нагрузки отдельных фидеров:
1Ф = ъ10п0; (Ш-9)
/л — число фидеров, питающихся от шин подстанции;
b — коэффициент, зависящий от схемы питания (для двустороннего
питания 1,33, для одностороннего 1,0);
Iо — средний ток, потребляемый в межподстанционной зоне одним
поездом, А;
х — отношение величины поездного тока, приходящегося на дан-
ную подстанцию, к среднему току;
п0 — число поездов, одновременно находящихся на межподстан-
ционной зоне:
по = n4t;
кэо — коэффициент эффективности тока, потребляемого отдельными
поездами:
кэо = t°4 \ f у- = 1,04 У а;
135
кэа — коэффициент, характеризующий сгущение поездов [16];
пч — число поездов, проследовавших-по межподстанционной зоне
за 1 ч;
t — время хода поезда по межподстанционной зоне, ч;
/т — время хода поезда по межподстанционной зоне под током, ч.
Если подставить значения и /ф в формулу (Ш-7), получим
/ гпст\2 „2
(Л, ) = пч
т \ 2 т
2 Х/О И + 2 X2 /2 (Кэп — 1)
1 / 1
+
т
2 %2 Ио(Ьк1о— 1)
Решая это уравнение относительно пч, получим формулу для опре-
деления числа однотипных поездов, которое может быть пропущено
по участку за 1 ч в зависимости от мощности подстанции:
где
Формула (Ш-10)" очень сложная. Сопоставляя значения р и q, ви-
дим, что знаменатели их одинаковы, а числитель первой величины-зна-
чительно меньше, чем второй. Если принять для всех четырех фидеров
к = 0,5; 10 = 200 A; t = 0,5 ч; Ьк%0 = 1,2, то 2х272^ (Ьк2о — 1) =
== 4-0,25-4-104-0,5-0,2 = 4-Ю3. 1
Для средних условий (/”ст)2 = 4-10®, т. е. числитель q в 10s раз
больше, чем числитель р. Следовательно, можно существенно упростить
формулу (Ш-10), отказавшись от составляющей р. Как показали ис-
следования, для двухпутных участков при п0 >2 кэпж 1,1. Следова-
тельно, соотношение членов, составляющих знаменатель, равно
2х2/о/2(кэ2п- 1) 4х2/о /2 (кэп— 1) Кэ2п-1
\ 1 I
136
Это значит, что вторым членом можно пренебречь. Тогда уравнение
(II1-10) примет вид
ГПСТ
* э
Пч~ -т
5 ’«•/'о i
1
(Ш-11)
Для однопутных линий значение 101 определяется как сумма про-
изведений тех же величин в груженом и порожнем направлениях для
каждой межподстанционной зоны, а при непарном графике
/ог=рн/оЧР+Лб>
где Рн — отношение числа поездов в направлении с большими раз-
мерами движения к числу поездов в обратном (порожнем) направлении.
Так как /0 и t получают из тяговых расчетов, их произведение про-
ще выразить через расход энергии:
г j_ ксн кз А
° иТ *
где (7Т — напряжение, принятое для тяговых расчетов, кВ;
А — расход энергии поездом на межподстанционной зоне, кВт-ч;
ксн — коэффициент, учитывающий расход энергии на собственные
нужды электровоза (принимаем равным 1,02);
к3 — коэффициент, учитывающий увеличение расхода энергии
в зависимости от температуры наружного воздуха (к3 = 1
при t > — 5° С; ка =1,08 при t ~— 5 -j------25° С; к8 = 1,15
при t < —25° С).
Тогда формула для пч будет следующей:
Однако это выражение вследствие сделанных нами упрощений дает
несколько завышенное значение пч. В него следует ввести поправочный
коэффициент ап равный отношению числа поездов, подсчитанных по
точной (III-I0) и упрощенной формулам (Ш-12). За исходные данные
примем пределы изменения основных величин, входящих в значения
р и q: /"ст = 750 4- 6000 A; j- = 1 4- 2; % = 0,5. На рис. 72 представ-
лены зависимости коэффициента (для двухпутной линии) от допу-
стимого эффективного тока подстанции при различных значениях a =
= — . Учитывая, что эффективный ток тяговых подстанций при полном
заполнении пропускной способности может меняться в пределах 3750—
6000 А, принимаем = 0,9. Изменения значений /0, t и х влияют на
величину этого коэффициента незначительно. Окончательно число
137
поездов, которое может быть пропущено по участку за 1 ч в зависи-
мости от мощности тяговых подстанций для двухпутных линий, опреде-
лим по формуле
0,9/"CTt/T
(III-13)
к3 У яА
1
Аналогично найдены значения и пч для однопутных линий при
непарном и парном графиках. Расчетные формулы отличаются от вы-
ражения (Ш-13) только тем, что доля расхода энергии, приходящаяся
на подстанцию, определена по межподстанционным зонам одновремен-
но в груженом и обратном направлениях для графиков:
парного = хгр Агр + %об Аоб;
непарного %А = Рнхгр Ар+ хоб
(III-14)
Анализ показывает, что для однопутных участков можно лринять
= 0,85, учитывая,, что а = 2 встречается сравнительно редко. При
а .< 2 на линиях с парнымй графиками будет некоторый резерв в про-
пускной способности.
Для упрощения подобных расчетов можно использовать номо-
грамму (рис. 73).
Переменный ток. При наличии трехфазных трансформаторов мощ-
ность подстанции равна [17]
STT = 3IUa== Пн]/4Д3 + 2Д2 + 2Г Г . (Ш-15)
где /э, /э — эффективные значения нагрузки подстанций соответст-
венно более и менее загруженных плеч литания;
I', Г — средние значения нагрузки плеч питания.
Эффективные значения нагрузки плеч питания можно определять по
формуле (Ш-7), а эффективные и средние значения токов фидеров /ф —
по формулам (Ш-8) и (Ш-9). Так как между действующим значением
ос,
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
оС
',0 — gg* ос,=0,9
1,25
А?
2,0
750 1500 2250 3000 3750 4500 5250 1,а
Рис 72 Зависимость си от номинального тока тяговой подстанции
138
Рис 73 Номограмма для определения Количества поездов по
мощности подстанции на однопутных и двухпутных линиях элект-
рифицированных на постоянном токе
переменного тока I и выпрямленным (средним за полупериод) током,
потребляемым электровозом /0, существует определенное соотношение
I : /0 = 0,97,
(Ш-16)
следовательно, I = 0,97/о. Соответственно
«о
/ф = 0,97 £%/0 = 0,97 х/опо. (III-17)
139
Если подставить эти значения в формулу (Ш-7), получим
2
2
(Z£CT)2 = 0,972
(2 \2 2
2х/оП0 —S(xZon0)2
1 / 1
(Ш-18)
По формуле (Ш-3) определя'ем среднюю нагрузку плеча питания:
2
1'П = 0,97 2^о «о-
Из выражения" (Ш-15) находим
3Z = ^-т = ]Az'2 + 2Г I".
(Ш-19)
(Ш-20)
Подставляя значения Z^1”’ и Z'1”’ и приняв количество поездов пя
одинаковым для всех направлений, получим:
для однопутных линий
(М2 = о,972 п2 f(4x'2z'2/;2+х'лz;2И2х'х"z;г] +
+ 0,972n, [4x'2Zo2Z' (Ьк£— l) + x"2Z;2Z"(bKf — 1)]; (Ш-21)
для двухпутных линий
Ч \2
ту1) = 0,972п2
/ 2
f 2 2 \
4 2 и'2 z;2 Z'2+2 и"2 К21"2 (кэ2п- 1) +
<1 1 /
2/2 \ 2 2 2
I + Sx'zsz" +22?<' /;/'2»<ч0ч" +
\ 1 /1 1
2
4 2 К'21’of (ЬКэо
1
Заменим Iot = Ка^зА t где А — расход энергии поездом по при-
веденным значениям тока электровоза. Приняв р = 0; кэп = 1; ксн =
= 1,02, получим
+ 0,972п,
. (Ш-22)
к —П
ктг ит
“ U н
Пч=----------------— i
1,02-0,97 кзУ Б
(Ш-23)
где Б — 4х'М'2 + х"М"2 + 2х'Л'х"Л"— для однопутных линий; Б =
= 4^х'Л'^ + ^2kWj4"^ +2^х'Л'2и,,Л//—для двухпутных линий;
ктг — коэффициент, учитывающий переход от эффективных к средним
значениям токов на направлениях.
140
2
Известно, что £7Т = 25 кВ; Ua = 27,5 кВ и значение Б можно за-
менить более простым [181:
Б = 2 5v! А! + 0,65 А".
1 1
Тогда
0&2 SfT
(т т
г^х'Л' + О.бб 2 к” А”
1 1
(Ш-24)
где
а2
ктг С/т «тг25 0°17г
Ua- 0,97 1,02 27,5-0,97-1,02 ’ тг’
Чтобы учесть возможность повышения нагрузки из-за неравномер-
ной загрузки фаз, рекомендуется мощность трансформаторов выбирать
по следующей формуле [18]:
Зпт — kt (STT + Sp),
где' kt — коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузок по
фазам:
kt = 0,87 +0,04-р «0,9;
SnT— установленная мощность понизительных трансформаторов
кВА;
Sp — мощность всех нетяговых потребителей, получающих пита-
ние от понизительных трансформаторов, кВА.
Откуда
Подставив это значение в выражение (Ш-24), получим
О 1^пт — Sp)_
к3[2^х’ А’+0,65 А"
Анализом установлено [16], что значения а2 можно принять равны-
ми для двухпутных линий 0,8, для однопутных 0,75. При наличии
однофазных трансформаторов эффективное значение нагрузки под-
станции определяют по формулам (Ш-18) для двух- и многопутных и
по (Ш-17) для однопутных участков. Значение допустимой нагруз-
ки на трансформатор можно найти из следующего выражения:
Z3 = ^~sp. (Ш-26)
141
Если в формуле (Ш-10) принять р = 0; кэп = 1 и заменить l0 t =
1,02 к3 А
=-----j-j-z— , получим
С/ у
и,
«3 (^пт — Sp)
т
Кз2 иЛ
1
где т — число путей на участке.
Вариантные расчеты доказали, что значения «а можно принять та-
кими же, как а2; Для двухпутных линий 0,8, для однопутных 0,75. Для
(Ш-27)
Рис. 74. Номограмма для определения количества поездов на од-
нопутных и двухпутных линиях по мощности подстанций (трех-
фазные трансформаторы)
142
упрощения расчетов можно использовать номограмму (рис. 74). Рас-
чет по формулам (Ш-13), (Ш-25), (Ш-27) обеспечивает погрешность
в пропускной способности по мощности тяговых, подстанций для участ-
ков с различными значениями а на двухпутных линиях ±5%, на одно-
путных линиях (+10,— 5)%, что выше точности данных, получаемых
тяговыми расчетами.
На действующих электрифицированных участках имеют место слу-
чаи, требующие специального решения. Рассмотрим основные из них.
Два направления с различными типами поездов и грузопотоками.
Для линий, электрифицированных на постоянном токе, эффективный
ток подстанций можно найти из выражения
k т / т \2 k т
(4CT)2=54j>+ 5 4ф + 1*5 4>) —54— 5 4,
1 *4-1 \ 1 ) 1 *4-1
где k — число фидеров в каждом направлении;
т — общее количество фидеров подстанции.
Подставив в это равенство значения /эф и /ф и приняв квп = 1, а
lot — 77-, получим
С/
(&\2 т k / т \2
5x4 +2п1П2 5 хл5хл + л22 5 ил +
1 /• *4-1 1 \*4-1 /
* ОТ
+ ^5x2 —(Мо—1) + »2 5 X2 —(Мо--1), (Ш-28)
1 t *4-1 t
где nv, п2 — число поездов, проследовавших за 1 ч на направлениях
с различными грузооборотами.
Если известно число поездов в одном направлении и принять =
= бп2, т0 корни уравнения (Ш-10) будут следующими:
* .„ от
б5 X2 —(б/Сэо — 1)+ 2 X2 — (ЬКэо — 1)
_ 1 t______________* — 1 t______________.
Р / k tn \ 2 *
6 2 + 2
\ 1 *4-1 /
(4СТ)2
9~ k от ГТ"’
б2хЛ+ 5
\ 1 *4-1 J
По внешнему виду они аналогичны выражению (Ш-10). Следова-
тельно, можно написать упрощенную формулу
«14ст
ПЧ-~ * от
6 2 хЛ + 2 иЛ
1 *4-1
(Ш-29)
143
в i
о-------г
J
оЛ
Рис. 75. Схема участка
с тремя подстанциями
Подставив вместо б егр значение и
преобразовав выражение (Ш-29), получим
ах Z"CT Z/T— п.1 У, кА
------!------(Ш-30)
У нА
*4-1
Аналогично можно вывести формулы для подстанций переменного
тока. Если в формуле (Ш-28) принять 6 = 0 и пренебречь значением
пх2«24- (й/с|0 — 1)> то
1 t
/ k \
а4 ( /"ст (7Т— «12 иД I
«2 =----(Ш-31)
Расчеты показывают, что для двухпутных линий формула (Ш-30)
наиболее проста и дает результаты, достаточно близкие к действитель-
ным (погрешность не превышает 10%).
Подстанции, питающие участок с узлом. Расход энергии, потреб-
ляемой поездами на участках 1,2 и 3 (рис. 75), распределяется меж-
ду подстанциями Б, В и Д в соотношении, учитывающем сопротивле-
ние тяговой сети. Так, для подстанции Б
(Aic +Агс +Азе), (Ш-32)
где А\б — доля расхода энергии на участке 1, отнесенная
на подстанцию Б (в предположении, что в точке
С тоже есть подстанция);
Ale, А2С, Азс — доли расхода энергии соответственно на участ-
ках 1, 2 и 3, приходящиеся на условную подстан-
цию С.
Если принять, что потребляемая поездом энергия распределяется
поровну между соседними подстанциями (и = 0,5), то Aib = Aic =
= 0,5 А; Азс = Азд = 0,5 Аз и Аге — Агв — 0,5 А2. Тогда уравне-
ние (Ш-32) примет вид
Ag = 0,5A1+- -4s/?- (А1'+А2+А3) =
а
= 0,5 ( Ах + + (А2 + А3),
к а / d
где d = RiR2 + R1R3 + R2R3-
В последнем выражении первое слагаемое—расход энергии, ко-
торый потребляют поезда от подстанции Б при движении по участку
1; второе'— доля расхода энергии от той же подстанции на участ-
144
ках 2 и 3. Если из полной мощности подстанции Б вычесть* мощность,
отдаваемую за 1 ч поездам на участках 2,и-3, пропускную способ-
ность ее можно определить уравнением
(лз «Чд -Е А2 пчв)
П"Б = Л д. *8
0,5Л1 1 -1---—
Составив аналогичные уравнения для пчв и пчд, получим Систему,
совместное решение которой позволит определить неизвестные:
пЧБ = 0,9(7
/г(2/?1#2+2/?17?з + #2 Я8)-Я1 #з(Ав+ /д).
Ai (Ri Я2+Я2Я3+Я1 Яз)
пЧв = 0,9(7
1В (2Я1 Я2+2Я2 Яз +Я1Я3) - Я1Я3 (7Д + /д) .
Аг (Я1Я2 + Я2 Я3 + Я1Я3)
(Ш-33)
Пцд — 0,9(7
7д (2Я1 Яз + 2Яг Я3 + Я1 Яз) — Я1 ЯзДд + 1В)
Аз (Я1 Я2-}-Я2 Я8Ц-Я1 Яз)
Подстанции, питающие несколько направлений. Наиболее сложно
рассчитать пропускную способность подстанций, питающих направ-
ления с различными грузопотоками. Определяя расход энергии на
один фидер, необходимо учитывать распределение нагрузки между пи-
тающими поезд тяговыми подстанциями х и долевое соотношение
поездов различных категорий; при суммировании нагрузок фидеров—
соотношение заданных размеров движения по направлениям и рас-
ходов энергии поездами на них с. На двухпутных и однопутных линиях
при парном графике коэффициент с не учитывается,.при этом получает-
ся одинаковое число пар поездов в четном и нечетном направлениях.
Для узла, в котором сходятся т направлений с различными размера-
ми движения,
0,9/"CT С7Т
лт
к3 У, %Лс
1
кз (И1 Ai С1 + ... -f- ха Аа сд + хт Лт ст)
где
' Xi Лх ci .
cl- ’
* Ас'
_ х2 А2 С2 .
т * 1 * * * S
У иАс'
1
хаЛа^ . хаЛапа
Cfi == т ИЛИ = т
УхЛс' У~хЛп
1 1
(Ш-34)
(Ш-35)
Коэффициент с' учитывает соотношение размеров движения по т
направлениям, заданных службой движения или действующим графи-
, _______ П1 , . П2 . !_ Пь ~ т
ком: с\ — с2 — —; Ck—~t причем Sca = 1. Число поездов
S п 2 п 2га 1
ill
на каждом направлении равно са пч.
145
Рекуперирующие электровозы на фидерных зонах. Рекуперация
энергии на фидерных зонах снижает нагрузку тяговой подстанции,
так как в период рекуперативного торможения электровоз не только
сам не потребляет ток, но и берет на себя нагрузку от поездов, находя-
щихся поблизости. В расчетах пропускной способности, как правило,
число поездов в четном и нечетном направлениях принимают одинако-
вым; следовательно, средний ток поезда можно найти из следующего
выражения:
I _____
01 + /2) UT
(Ш-36)
где Ат— суммарный расход энергии на тягу поездов (одного в чет-
ном и другого в нечетном направлениях), кВт • ч;
Др — то же в период рекуперативного торможения, кВт • ч;
tlt t2 — времена хода поезда четного и нечетного направ-
лений.
Эффективное значение тока не зависит от направления и, следо-
вательно, от наличия рекуперирующих электровозов, но средний ток
в последнем случае уменьшается, коэффициент эффективности тока
поезда увеличивается. Однако этот повышенный ток не загружает тя-
говую подстанцию, так как значительную часть его потребляют поезда,
следующие в тяговом режиме. Поэтому пропускная способность зави-
сит в основном от среднего тока поезда. Ее можно определять по фор-
мулам официальной методики, учитывая только снижение расхода
энергии за счет рекуперации. На двухпутных участках такой расчет
будет правильным, так как поезда следуют по обоим путям, непрерыв-
но создавая нагрузку для рекуперирующего электровоза. На однопут-
ных линиях нагрузка подстанции будет неравномерной, особенно при
наличии подъема на одном из перегонов. Точно рассчитать пропускную
способность в эуом случае можно только планиметрированием графика
нагрузки, построенного по графику движения. Однако это очень слож-
но. Кроме того, подъем может быть не на одном перегоне, а на несколь-
ких. Тогда поезда будут следовать одновременно на подъем в тяговом
режиме и под уклон в режиме рекуперативного торможения, т. е.
нагрузки выравниваются. Поэтому для однопутных линий рекомен-
дуется оставить те же формулы, что и. при отсутствии рекуперации,
снижая только расход энергии парой поездов на величину, вырабаты-
ваемую рекуперирующим электровозом.
Перегрузочная способность элементов оборудования. В отдельных
случаях необходимо повысить пропускную способность, используя пе-
регрузочную способность оборудования. Величина и длительность
перегрузок преобразовательных агрегатов и понизительных трансфор-
маторов определены соответствующими ГОСТ. Для полупроводниковых
выпрямителей перегрузка свыше длительной (1 — 2-минутной) нагруз-
ки не допускается. Для тяговых трансформаторов типов ТМР и ТМРУ,
которые выдерживают перегрузку 50% в течение 2 ч с интервалами не
менее 3 ч, пропускную способность рассчитывают отдельно для периода
перегрузки и последующего снижения,нагрузки. Для всех остальных
146
0)
Рис. 76. Зависимость коэффициента клт допустимой перегрузки трансформато-
ра от ее длительности tn (а). Номограмма для определения коэффициен-
та км (б)
типов трансформаторов величина допускаемой нагрузки зависит от ее
длительности и коэффициента заполнения графика нагрузки s =
= ~ 'А определяется по нагрузочной диаграмме 119] (рис. 76). Чтобы
*нб
получить определенное значение коэффициента s, необходимо обеспе-
чить такой режим работы, при котором после перегрузки длительностью
/п нагрузка в течение остальных 24 — ч не превышала бы значений
Следовательно, среднее значение тока нагрузки трансформатора
должно быть таким
j _ -^нб t-g 4~ км Л<б (24 — /п) i
с~ 24
а
5 = Г = ^-[/п + М24-Ш
откуда
Зависимость км = f (/„) для различных значений s приведена на
рис. 76.
Рекомендуется такая последовательность расчета: по зависи-
мостям, приведенным на рис. 76, определяют наибольшую пропуск-
ную способность п«б по мощности трансформаторов при наибольшем
147
значении коэффициента допустимой перегрузки кпт, соответствующем
заданной длительности последней уп; по значениям /п и s, соответ-
ствующим принятой величине квт, находят коэффициент км; затем
подсчитывают число поездов, которое может пропустить за 1 ч под-
станция после периода интенсивного движения.
Если пч = кмп*6 и «чб резко отличаются от полученных при
расчете других элементов тяговой подстанции, следует принять иное
значение s и действия повторить. Если необходимо перегрузить транс-
форматор сверх допустимого по нагрузочной диаграмм© уровня или
увеличить длительность работы в перегрузочном режиме, надо оценить
интенсивность износа изоляции обмоток трансформатора.
Основные величины, входящие в уравнения
Допустимая эффективная нагрузка оборудования тяговых под-
станций. Основное оборудование тяговых подстанций постоянного
тока — полупроводниковые выпрямители, преобразовательные и по-
низительные (силовые) трансформаторы (на подстанциях с двойной
трансформацией); переменного тока—тяговые трансформаторы (трех-
или однофазные). Допускаемая эффективная нагрузка их определяется
нагрузочной способностью, т. е. способностью оборудования работать
с определенной нагрузкой в периоды различной длительности. Для
понизительных (силовых) трансформаторов, питающих преобразова-
тельные агрегаты (на подстанциях с двойной трансформацией), допу-
стимый эффективный ток (на стороне выпрямленного тока) определяют
по формуле
Лот = к /6 = 0,266 (Рпт - Рр),
/3 С/,р
где Рпт — суммарная мощность понизительных трансформаторов,
кВА;
Рр — мощность нагрузки посторонних потребителей, питаю-
щихся от понизительных трансформаторов подстанции,
кВА;
Up — номинальное напряжение понизительных трансформато-
ров на стороне низкого напряжения, кВ;
к — коэффициент трансформации:
к .
УЗ -3,02
Расчетные формулы допускаемых эффективных нагрузок для всех
элементов тяговых подстанций рекомендуются следующие:
полупроводниковые выпрямители
/”В = 2С; (Ш-37)
1
148
тяговые трансформаторы
N.
1?=кп% /тат;
1
понизительные трансформаторы
7"т = 0,266кптРтт,
(Ш-38)
(Ш-39)
где 7™ — номинальный ток полупроводниковых выпрямите-
лей, А;
/Г — то же тяговых трансформаторов (табл. 29), А;
7Va — число агрегатов;
Ртт — мощность понизительных трансформаторов за вычетом
районной нагрузки (Ртт = Рпт — Рр), кВА;
ктт, кпт — коэффициенты эффективности соответственно тяговых
и понизительных трансформаторов '(табл. 29).
Таблица 29
Номинальные токи и коэффициенты эффективности тяговых
трансформаторов и номинальные токи выпрямителей
Схема включения выпрямитель- ных агрегатов ТяговЫй трансформатор Полупроводниковый выпрямитель
Тнп Номинальный выпрямленный ток, А ктт Тнп Номиналь- ный ток, А
Нулевая ТМР-3200, ТМРУ-3500 500 1,235 УВКЭ-1, ПВЭ-3 ПВКЕ-2, ПВКЕ-3 2500
ТМР-5600, ТМРУ-6200 1000
' ТМР-16000 1 3000 1,0
Мостовая ТМР-11000 | 2250
Расход энергии. В качестве исходных .данных для расчета пропуск-
ной способности можно использовать нормы расхода электроэнергии
для грузовых поездов или данные тяговых расчетов. Распределение
потребляемой поездом энергии между питающими его подстанциями
зависит от профиля пути, схемы питания межподстанционной зоны и др.
На равнинных участках поезда обоих направлений потребляют энергию
равномерно, поэтому с достаточной степенью точности можно принять,
что расход ее делится между подстанциями поровну (х = 0,5). Для
участков с неравномерным потреблением энергии в проектной практике
получили распространение следующие зависимости для определения
доли расхода ее на подстанцию от одного поезда:
149
холмистый профиль
тр
горный профиль
тр
иА= 2
«р=1
где ip — порядковый номер отрезка пути с непрерывным потреб-
лением тока для поездов типа р;
тр — общее число отрезков пути с непрерывным потреблением
тока для поездов типа р;
Ар — расход энергии на поезд типа р, кВт-ч;
I — длина межподстанционной зоны, км;
lot — расстояние от подстанции до середины перегона, км;
/оЕр •— расстояние от подстанции до «центра тяжести» нагрузки
на отрезке пути с непрерывным потреблением энергии.
На каждой межподстанционной зоне обращаются поезда различных
типов (грузовые груженые и порожние, пассажирские). Соотношение
их, как правило, известно для данного участка или может быть задано.
В суточном N и часовом пч количестве поезда каждого типа составляют
определенную долю а. Очевидно, что ах + а2 + а3 + ... + ар = 1, а
atN + a2N' + a3N + ... + apN — N. В таком же отношении нахо-
дится расход энергии поездами различных типов. Следовательно,
средневзвешенный расход энергии поездом в межподстанционной
зоне равен
4=^4 (111-40)
<= 1
Средняя нагрузка подстанции. Ток подстанции в каждый момент
времени зависит от числа и типа поездов на межподстанционных зо-
нах. Зная средний ток, потребляемый каждым из них, можно найти
нагрузку отдельных фидеров и подстанции в целом. Если 10 — средний
ток поезда на межподстанционной зоне, а п0 — число однотипных по-
ездов, одновременно находящихся на ней, средний ток подстанций по-
стоянного тока или средний за полупериод (выпрямленный) ток фазы
трансформатора при переменном токе равен
tn
/пет =2 Wo/о. (Ш-41)
1
где т — число фидеров данной подстанции или фазы трансформа-
тора;
х — коэффициент, учитывающий распределение тока поезда (или
энергии) между смежными подстанциями.
150
Средний выпрямленный ток поезда /0 можно определить через из-
вестный расход энергии:
при постоянном токе
j __ 1 у02«з А• 60_ 20,4к3Д t (III 42)
0 — нГт ~ t ’ ' ' '
при переменном токе, если расход энергии Ла подсчитан через ак-
тивное значение тока,
j __1,02«3Ла60~ 3,06«3Да . (III 43)
0 ~ I't/-0,97«M ~ t '
если расход энергии Ad подсчитан через приведенное значение
тока,
J 1 '02кз Ad 60 _ 2,72*3 Ad (III 44)
° ~ tud ~ t ’ 1 ‘ ’
где к3 — коэффициент, учитывающий увеличение расхода энергии
в зависимости от температуры наружного воздуха;
1,02 — коэффициент, учитывающий расход энергии на собствен-
ные нужды электровоза.
, Действующее значение тока поезда / = 0,97 /0, активное /а =
= 0,97 км/0 « 0,8 /0, где км — коэффициент мощности: км =
= 0,825.
Число поездов, одновременно следующих по зонам питания, зави-
сит от организации движения: на двухпутных линиях—от расстановки >
сигналов автоблокировки и принятого разграничения (трехблочного
или двухблочного); на однопутных — от типа принятого для данного
участка графика движения, а также от количества перегонов, распо-
ложенных между подстанциями, и времени хода. Наибольшее число по-
ездов п0, которое может одновременно находиться между тяговыми
подстанциями, определяют по формулам [16]:
двухпутный участок с автоблокировкой в каждом направлении
движения
п0 = -, (Ш-45)
1
где t — время хода поезда в одном направлении, мин;
/ — интервал между поездами в этом же направлении, мин;
однопутная линия при непакетном и частично пакетном графиках
движения:
парном
т
У +^") + ОТ1'РЗ
По = ----------------------
Т’пер
(Ш-46)
151
непарном
2 (Рн *гр + Л>б) + 0,5 (Рн4“ 1) ттрз
п0 = -*-----------------------; (Ш-47)
/ пер
пакетном парном
K2<Z'+Z")+mTP3
по=^------------------ (Ш-48)
J пер
где числитель—время Дода пары поездов (четного и нечетного направ-
лений) по межподстанционной зоне;
Тпер — период соответствующего графика движения, мин;
т — число перегонов на межподстанционной зоне;
трз — сумма поправок ко времени хода на разгон и замед-
ление, мин;
Рн — г2 — коэффициент непарности.
П об-
Установлено, что внешние характеристики и различные сопро-
тивления контактной подвески на межподстанционных зонах сущест-
венно не влияют на средние нагрузки тяговых подстанций, а поэтому
их можно не учитывать в расчете пропускной способности магистраль-
ных электрифицированных дорог при централизованном питании.
Влияние напряжения иа скорость и расход энергии поездом. Рас-
ход энергии зависит от потребляемого поездом тока, времени хода по
перегону или межподстанционной зоне и напряжения на токоприем-
нике; величина тока и время потребления энергии — от напряжения.
Опытные поездки с грузовыми поездами, вес которых близок к приня-
тому в тяговых расчетах, показали, что, как правило, реальный расход
энергии несколько ниже расчетного и непостоянен, так как зависит
еще от ряда причин, не поддающихся точному учету (использование
машинистом «живой» силы поезда, метеорологические условия, постоян-
ные и временные ограничения скорости на отдельных участках и др.).
Исследования [201 позволили установить некоторую тенденцию удель-
ных расходов энергии1 к снижению при повышении напряжения на
участках с тяжелым профилем и высокой скорости и к повышению —
при низких скоростях движения. Это подтвердили расчеты на ЭВМ.
Для поезда весом 3000 т с электровозом ВЛ8 при движении в опти-
мальном режиме по участку с реальным профилем при средней ско-
рости 59 км/ч и ниже расход энергии почти не зависит от напряжения;
при более высоких скоростях расход снижается с повышением напря-
жения на токоприемнике.
Если при повышении среднего напряжения за время хода под то-
ком Z7m повышается максимальная скорость движения поезда, то расход
энергии поездом также увеличивается. Исследование этого режима
было проведено также на основании расчетов на ЭВМ. Анализом уста-
новлено, что при изменении среднего напряжения с 2,2 до 3,3 кВ сред-
152
няя скорость на зоне изменяется в основном линейно, однако величина
ее и коэффициент пропорциональности зависят от характера профиля
между подстанциями. Аналитически зависимость v (Um) в рассмотрен-
ных пределах изменения напряжения можно представить так
v' = V + bv - Щ), (Ш-49
где Ье — показатель, характеризующий зависимость средних зна-
чений скорости от среднего напряжения за время £ода под
током.
Зависимости расхода электроэнергии Ап на 1 км от t/m имеют не-
линейный характер. Однако максимальная погрешность при аппро-
ксимации их прямыми не превышает 1 %:
А’ = АП + ЬА - U^, (Ш-50)
где Ьа — показатель расхода энергии, аналогичный bv.
3. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ НАПРЯЖЕНИЯ НА
ТОКОПРИЕМНИКАХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Время хода поезда по расчетному перегону, проходимому преи-
мущественно под током, с учетом действительного уровня напряжения
+ ---1V (Ш-51)
где t — время хода по ограничивающему перегону при расчетном
напряжении, полученное из тягового расчета, мин;
tm — то же, под током;
С7Т — напряжение, принятое в тяговых расчетах, В;
Uй — фактическое среднее напряжение на токоприемнике элек-
эл тровоза за время хода по расчетному перегону, В.
Напряжение на токоприемниках электровозов для участков пере-
менного тока рассчитывают по средним за полупериод Напряжениям Ud.
Киловольтметры, установленные на электровозах и шинах тяговых
подстанций, показывают действующие значения напряжения U. При
расчетах возникает необходимость перехода от Ud к U и обратно.
Теоретическими и экспериментальными исследованиями [23] получена
следующая формула, связывающая эти величины:
Ud = 1,03 U — 3,58.
Простые формулы для расчета напряжения на шинах тяговых
подстанций постоянного тока с наиболее распространенными схе-
мами преобразовательных агрегатов (нулевой, мостовой, и последо-
вательной) и современными типами выпрямителей и трансформаторов
приведены в табл. 30. Потери напряжения в тяговой сети аналитически
наиболее точно можно определить методами, основанными на теории
вероятностей [14, 15].
153
Таблица 30
Исходные данные и упрощенные формулы для расчета внешней
характеристики подстанций
Показатель Схема включения и тип агрегатов
ТМР-56^0, ТМРУ-6200 нулевая TMP-16000/10 2ТМРУ/62О0/35 мостовая, ТМР-11000/10
Одноступенчатая трансфор- мация Напряжение UK (среднее), % 7,5/132 7,5/132 3,7/65 3,5/62
Активные потери мощности 30/30 30/30 71/25 62/31
1 1нпт Номинальное фазовое нап- 3020 3020 3020 1510
ряжение, В Номинальный ток трансфор- 1000 2000 3000 2000
матора, А Потери напряжения, В: в выпрямителе 20 20 20 2X20
в реакторе 30 30 30 30
Уравнение внешней харак- Дп 3530—^2— 3530 л
теристики U 1л пт ^1лпт ^1ЛПТ ' oooU • ^1лпт
-0,2 Id —0,053 Id —0,116 Id —0,086 ld
Двухступенчатая трансфор- мация (понизительные тран- сформаторы ТМГ-7500 и ТМГ-10000) Изменение напряжения по. 5,4 5,2 5,4 5,4
низительного трансформато- ра A U0T, % Уравнение внешней харак- U л ил Чч Хч
теристики 3420 п — ’'Члпт 3420 — кпт ”1дпт 3420 К'ПТ ’Ллпт 3420 — ^пт ’Члпт
-0,2 Id —0,052 Id' -0,11 Id - 0,08/d
Формула для расчета средней потери напряжения в сети до поезда
типа d за время его хода по пути f перегона i имеет вид
д^г=д^/г+л^/г+д^;;;, (ш-52)
где Д£Лщ, ДС7р/^, — составляющие средней потери на-
пряжения, вызванные соответствен-
но током данного и других поездов,
находящихся на остальных перего-
нах пути/и движущихся по другому
пути q.
Составляющая Д(/<^, зависит только от потребляемого расчетным
поездом тока и места его расположения, другие две Д и Д U'pq'i, —
154
Рис. 77. Схема межподстанционной
зоны с постом секционирования
кроме того, и от числа поездов,
находящихся на межподстанцион-
ной зоне одновременно с рассмат-
риваемым, которое при заданных
размерах и принятой системе орга-
низации движения определяется
как математическое ожидание.
В- расчетах пропускной способно-
сти количество поездов на межпод-
станционной зоне принимают наи-
большим возможным по условиям
разграничения сигналами автоблокировки. Это облегчает нахожде-
ние потерь напряжения и приближает результаты их расчетов
к реальным условиям. Методика МИИТ позволяет находить потери
напряжения в устройствах электроснабжения с различной степенью
точности по средним токам, потребляемым поездами на межпод-
станционной зоне или на отдельных перегонах. Исследования же по-
казали, что потери напряжения можно определять по среднему току на
межподстанционной зоне для всех поездов и на лимитирующем пере-
гоне для расчетного поезда.
Графическое решение формул значительно упрощает расчеты. Па-
дение напряжения необходимо знать для уточнения времени хода по
тем перегонам, где оно может быть причиной увеличения расчетного
интервала попутного следования. Поэтому его следует определять
только для лимитирующих перегонов. Наибольшее падение напряже-
ния, как правило, бывает на участках (перегонах}, удаленных от тя-
говых подстанций. При раздельном или параллельном соединении пу-
тей с двусторонним питанием ограничивающий перегон чаще всего тот^
расстояние до середины которого от подстанций равно loi = 0,5 /.
В узловой схеме ограничивающим может быть перегон, который де-
лится постом секционирования на две части (рис. 77). В этом случае
потери напряжения рассчитывают раздельно для каждой части, а за-
тем определяют средневзвешенную величину:
Д£/. — -2
0 + ^2
где А1/1г, A(7ai — средние потери на участке до поста и за постом;
tlt t2 — время хода по участкам 1и и l2i.
Длина ограничивающего перегона /г- может быть различной. Обо-
значим отношения It : I = X для раздельного питания и lu : I = Хх;
l2i : I = Х2 для узлового. Тогда слагаемые формулы (Ш-52) можно
изобразить зависимостями (рис. 78), построенными по упрощенным
формулам для всех способов соединения контактных подвесок путей
при одностроннем и двустороннем питании (табл. 31).
Удельное сопротивление тяговой сети г равно сумме удельных со-
противлений контактной подвески и рельсов. При параллельном сое-
динении проводов его принимают равным половине сопротивления тя-
говой сети одного пути; при узловом-питании — сопротивлению тяговой
155
Рис. 78 Графики составляющих потери напряжения в контактной сети межпод-
станционной зоны:
/ — для однопутных и двухпутных участков а — при раздельном и параллельном двусторон-
нем питании обоих путей, когда рассматриваемый перегон расположен в середине зоны;
б — при раздельном одностороннем питании путей, когда рассматриваемый перегон распо
ложен в конце зоны, II — для двухпутных участков в- при узловой схеме питания зоны,
когда рассматриваемый перегон расположен у поста секционирования, г — при односторон-
нем питании зоны с полным параллельным соединением контактных подвесок обоих путей,
когда рассматриваемый перегон расположен в конце зоны, III — для однопутных участков
<3 — при двустороннем питании зоны, когда один, конец рассматриваемого перегона примы-
кает к середине зоны, е — то же, когда рассматриваемый перегон один из двух, не равных
по длине
156
Расчетные формулы
Таблица 31
Показатель Двустороннее раздельное и параллельное питание контактных подвесок Двустороннее узловое питание контактных подвесок / -
Исходная формула Преобразованное выражение Исходная формула Преобразованное выражение
fllof
Д17'
MJ?
г]” Г II"- 1 *
2Z(Z—Z/)L . 4 J
rll'oi BX
rllof (nof — 1) Cl
X (ио/ 1)
дг/"' Под' / ,г li} о 21 Voi~l2'nO3 fl loq ftoq&l
0,25—0,0835
G 0,125—0,125 X
D 0,125—0,04 X2
MJ rZ [ZofBi’i ^oZ (nof—nOgDi]
Примечание. lof~средний ток поезда на лимитирующем перегоне i;
Iof, I Од —средний ток поезда соответственно на путях f и <?;
; 0°г 2 ) (Z—Ze)3
2Z0{ "Г 4Z . •
Г" ' r^oi U М
‘oq Под
0,1254-0,25k—0,5X2
0,5 (0,5— Л.2) .
----j—-------4-0.375Х (1-X)-0,0625
0,0625(1 —А.)
Hof (n°Z — 1) С3+
-}-Ioq /log ©4
rto/’ noq —числ0 поездов, одновременно находящихся соответственно на путях и q;
длина межподстанционной зоны;
г—сопротивление тяговой сети постоянного тока..
rllof '(nOf— 1) С2
flloq riQq D2
сети одного пути. Удельные сопротивления контактной сети постоян
ного тока для различных типов подвески следующие;
Значение.
Ом/км
Значение,
Ом/км
БМ054-МФ1ОО+А185 .0,0786
М95 + МФЮ0 4-А185 .0,0606
М120+МФ100 + А185 .0,0565
М95+МФ100+2А185 .0,0447
М1204-МФ100-Н2А185 . 0,0422
БМ95+2МФ100 . . .0,0806
М95 + 2МФЮ0 . . . .0,0617
М120 4-2МФ100 . . . .0,0572
БМ95+2МФ100+А485 . .0,0546
М95+2МФ100+А185 . . .0,0454
М120+2МФ1004-А185 . .0,0428
БМ95+2МФ100+2А185 .0,0412
М95+2МФ100-Ь2А185 . . 0,0358
М120+2МФ100+2А185 . '.0,0342
М120+2МФ1004-ЗА185 . . 0,0294
М1^0+2МФ100+4А185 . .0,0244
Сопротивления рельсов (с учетом стыков) постоянному току:
Один путь, Ом/км Два пути, Ом/км Один путь, Ом/км Два пути, Ом/км
Р75 0,013 0,007 Р50 0,02 0,01
Р65 0,015 0,008 Р43 0,023 0,012
Определяя потери напряжения и энергии по упрощенным форму-
лам для дорог, электрифицированных на переменном токе, сопротив-
ление г необходимо заменить эквивалентным кажущимся z' [21]
(табл. 32 и 33). При различной нагрузке по путям
z(c = (0,11 4-0,85 j Z22,
\ Ля /
где /щ, нагрузки контактной сети путей I и II.
При различном сечении подвесок в межподстанционной зоне реко-
мендуется принимать для аналитических расчетов средневзвешенное
по длине зоны значение удельного сопротивления.
На практике может возникнуть необходимость решить обратную
задачу, а именно определить число поездов при известном снижении
уровня напряжения на лимитирующем перегоне какой-либо межпод-
станционной зоны из-за неблагоприятно сложившихся эксплуатацион-
ных условий (временное снижение первичного напряжения, выпаде-
ние подстанции и др.). На двухпутном участке при раздельном пита-
нии для этого служит формула (см. табл. 31)
—Т* -/-> 31+/'' С1
п'о = ---— ..................
/о'Сх
при параллельном и узловом соединении подвесок путей
По
/оВ2 + /"С2
/о С2+
п
158
Таблица 32
Удельные сопротивления тяговой сети переменного тока, Ом/км
Тип подвески Z-— Участок
однопутный двухпутный1
*1 0,5х, г22 0,5г22 0,25л2г
М120 + МФ100 0,355 0,205 0,419 0,210 0,122
М95 + МФ100 0,359 0,206 0,425 0,212 0,122
АС185 + МФ100 0,351 0,202 0,416 0,208 0,121
М95 + МФ85 — — 0,428 0,214 0,122
АС120 + МФ100 — — 0,435 0,218 0,123
АС120 + БрФ85 0,375 0,205 0,440 0,220 0,122
ПБСМ1-95 + МФ 100 0,407 0,218 0,472 0,236 0,129
ПБСМ1-95 + БрФ85 0,415 0,215 0,480 0,240 0,127
ПБСМ1-70 + МФ100 — — 0,490 0 245 0,133
ПБСМ1-95 + МФ85 —• — 0,485 0,242 0,131
1 Эквивалентное удельное сопротивление тяговой сети двухпутного участка дано для
одного пути прн равенстве нагрузок на обоих ny^sjx (z22) и для полного параллельного соеди-
нения контактных подвесок обоих путей (0,5z22)-
Таблица 33
Удельные сопротивления тяговой сети переменного тока
при наличии отсасывающих трансформаторов, Ом/км
Тип подвески Обратный провод Система уста- новки транс- форматоров Коэффициент трансформа- ции Г X г 2 '
ПБСМ-704- МФ100 А185 1,0 0,35 0,78 0,86 0,73
0,8 0,29 0,64 0,70 0,60
ПБСМ-71 -J-МФЮО А185 W 1,0 0,34 0,77 0,85 0,72
а 0,8 0,28 0,63 0,69 0,58
ПБСМ-70 + МФ100 2А120 ч с 1,0 0,31 0,59 0,66 0,57
о 0,8 0,26 0,48 0,54 0,47
ПБСМ-95+МФ100 2А120 1,0 0,30 0,58 0,65 0,56
0,8 0,25 0,47 0,53 0,46
ПБСМ-70+МФ100 А185 1,0 0,28 0,66 0,71 0,61
ПБСМ-954-МФ100 А185 я 3 2 - = 1,0 0,27 0,64 0,70 0,59
ПБСМ-70+МФ100 2А120 bg 5 1,0 0,25 0,49 0,55 0,47
ПБ СМ-95+МФ100 2А120 1,0 0,24 0,48 0,54 0,46
• v 5
П р и м е ч а н’и е . Сопротивление двухпутного участка равно половине среднего соп-
ротивления обоих его путей.
159
Время хода поезда, уточненное по 'заданному уровню напряжения
На лимитирующем перегоне, можно найти из выражения (Ш-51):
а новый расчетный интервал, или период графика,
'Г' _ ip.
1 пер — / ,
По
где t, tR — время хода по межподстанционной зоне по тяговому
расчету и уточненное на заданное снижение напряжения.
на лимитирующем перегоне;
tmi — время хода под током по лимитирующему перегону
(тяговый расчет);
£7Т, — напряжение, принятое в тяговых расчетах и действи-
тельное.
Упрощенная методика позволяет легко определить интервал по-
путного следования /, или время хода по перегону, с наибольшим из-
вестным или заданным падением напряжения. Лимитирует пропускную
способность перегон с наибольшим временем хода. При выпадении
подстанции логично предположить, что таким перегоном окажется
средний на увеличенной межподстанционной зоне. Напряжение на токо-
приемнике при следовании по нему будет наименьшим по сравнению
с другими перегонами зоны и может достигнуть минимально допус-
тимого техническими возможностями электровоза. Если предполо-
жить, что по каждому пути движутся только однотипные поезда, а
интервал попутного следования одинаков на обоих, количество поез-
дов, одновременно находящихся на каждом из них, зависит только от
времени хода по межподстанционной зоне: и01 = и /го2 = .
Как правило, расход энергии по четному Л01 и нечетному Ло2 пу-
тям различен. Обозначим отношение Л01 : Ло2 через Сдо. Считая сред-
нюю скорость "движения по межподстанционной зоне постоянной vc,
можно записать
% = (Ш-53)
Тогда формулы (табл. 31) для участков с параллельным и узловым
соединениями подвесок путей можно преобразовать:
&U = rl [loiBy + lol Cj (n01— 1) +1o2 no2 ^i] —
= FaBi + Cj f-Fi—iY]+ Al •. ] =
I uh L Hi d ^2 i J ~
= ^LfaB^ + C^l-^ + D^Ao], (III-54)
где a — отношение времен хода поезда по межподстанционной зоне
и под током.
160
Обозначим
аВХ + С (1 — X) + DCa0, через К
тогда
ДС = rlAoi^
’ Uj
откуда
. _ r£4ovK _ гР а01 К
&UU ~ ’
(Ш-55)
(1И-56)
~ Д/7 ,
где Сду =-д —отношение допускаемого падения напряжения к
принятому в тяговых расчетах;
«о1 — расход энергии на один поезд на 1 км пути:
«01
^01
I •
Для дорог, электрифицированных на постоянном токе,
j = . (111-57)
Сду "150
на переменном токе
. (.„.ад
СдуЮ4
Значения коэффициента К. при одностороннем питании 0,55; на двух-
путном участке при двустороннем раздельном 0,15, параллельном 0,21,
узловом 0,115; на однопутном участке 0,15. Интервал / при известном
расстоянии между подстанциями, заданном минимальном напряжении
и полученном значении К. можно найти графически (рис. 79) для до-
рог, постоянного тока и подвески типа М120 + 2МФ100. Если же тип
подвески другой, полученный интервал / умножается на коэффициенты,
учитывающие соотношение удельных сопротивлений тяговой сети.
Порядок пользования номограммой следующий. Например, К. — 0,187;
а — 50 кВт • ч/км; I — 50 км и Сду = = 0,33. Обходя номограм-
му по точкам /, 2, 3, 4, 5, получаем для параллельного соединения под-
весок / = 17,5 мин.
Для дорог, электрифицированных на переменном токе, интервал /
находят.цо номограмме на рис. 80. В данном случае / = 1,12 tz^c.
Если, например, К. = 0,28; а = 60 кВт • ч/км; /=55,4 км; Сду =
= 0,08, то, обходя номограмму по точкам 1,2,3 и4, получим t =70s
Следовательно, / = 1,12 • 70 Ztc-
В отдельных случаях при консольном питании по линиям электро-
передач необходимо учитывать потерю напряжения в ЛЭП. Чтобы
упростить расчеты, рекомендуется использовать номограммы предель-
6 Зак. 984 161
них допускаемых удельных нагрузок для ЛЭП, питающих участки,
электрифицированные на постоянном (рис. 81) и переменном токе
(рис. 82 — 85). Правила пользования номограммами следующие. Для
участков постоянного тока:
при одинаковом положении переключателей отпаек у понизитель-
ных трансформаторов на всех тяговых подстанциях и номинальном
(ПО или 220 кВ) напряжении на вводах первой от источника питания
подстанции’ -~j определяется в зависимости от длины Ьлэп участка
консольного питания ЛЭП.Принято t/o=3530 В и /7т(пПп) = 1700 В.Тогда
— 3550 — 1700 = 1850 В. Умножая полученное значение
на эту величину, находим предельное значение а;
для выравнивания по зонам и подъема напряжения на конце уча-
стка рекомендуется использовать отпайки на трансформаторах, сни-
жая напряжение(—10,0%,—7,5%,—5%,—2,5%, 0), а потом повышая
его на 2,5; 5; 7,5%, 10%. По проценту можно ориентировочно оценить
соответствующее повышение напряжения в тяговой сети на конце
консоли;
подъем напряжения в начале участка переключением отпаек у
трансформаторов на электростанции, питающей консольно участок,
на р% обеспечит соответствующее повышение его в тяговой-сети на
Рис 79 Номограмма для определения интервала между поездами на
участке, электрифицированном на постоянном токе
162
Рис 80 Номограмма для определения интервала между
поездами на участке, электрифицированном на перемен-
ном токе
конце участка или даст возможность повысить нагрузку линии. Чтобы
определить допустимую величину этой нагрузки, необходимо значение
умножить на SAZ7 = 3530 (1 + — 1700;
при наличии на конечной подстанции компенсационной установки
КПИ или ЧПИ можно ориентировочно считать, что напряжение на
токоприемнике в конце консоли повысится на 100—200 В.
Для участков переменного тока’.
при одинаковом положении отпаек у тяговых трансформаторов на
всех тяговых подстанциях и номинальном (НО или 220 кВ) напряжении
на вводах первой из них а находят в зависимости от длины Ллэп уча-
стка консольного питания ЛЭП. Принято, что Uo = 27,5 кВ, мини-
мально допустимое напряжение на токоприемнике t/T (min) = 19 кВ,
тогда
(2A<7)d=t/d0— £/dT=l,03 {t/o— C/t)=f 1,03 (27,5 —19) «8,8 кВ, так как
6* 163
Рис. 81. Номограмма наибольших допустимых значений удельных на-
грузок на участке, электрифицированном на постоянном токе:
1 " двухпутная линия; •
-------------однопутная линия;
1 — двухцепная ЛЭП, 2 — одноцепная ЛЭП
164
Рис. 82. Номограмма для определения наибольшей допустимой
удельной нагрузки (одноцепная ЛЭП, двухпутный участок):
---ЛЭП 110 кВ;---------ЛЭП 220 кВ; 1 — $н=2 20 MBA; 2 — SH =
=2 31,5 MBA; 3 — 5я=2-40 MBA
t7d = 1,03 U — 3,58 кВ. Вторая шкала на номограмме соответствует
(W)8’8 кВт/км;
значениям
для выравнивания напряжения по зонам участка и подъема напря-
жения на конце его рекомендуется использовать отпайки на трансфор-
маторах, ступенями повышая напряжение к концу участка. По вели-
чине повышения можно ориентировочно оценить напряжение в тяго-
вой сети на конце консоли;
подъем напряжения в начале участка переключением отпаек
у трансформаторов на электростанции, питающей консольный участок,
на р% обеспечит соответствующее повышение его в тяговой сети и даст
165
Рис 83. Номограмма для определения йаибольшей допустимой
удельной нагрузки (одноцепная ЛЭП, однопутный участЗк).
1—3 — то же, что на рис. 82
166
Рис. 84. Номограмма для определения наибольшей допустимой
удельной нагрузки (двухцепная' ЛЭП, двухпутный участок):
1—3 — то же, что на рис. 82
возможность повысить нагрузку линии. Чтобы определить допустимую
величину этой нагрузки, необходимо значение
(2At/)d = 1,03 [27,5 (1 + ^) - 19];
а
умножить на
при наличии' на постах секционирования установок параллельной
компенсации необходимо подсчитать
'2AL/L = Ud0—^ = l,03ft/o — — V3,58 (1-------------------
J \ Кк } \ ,
и ак = ака,
167
Рис. 85. Номограмма для определения наибольшей допустимой
удельной нагрузки (двухцепная ЛЭП, однопутный участок}.
1—3 — то же, что на pirc. €2
168
где
ка = —м- ~ °’87±0 ’ 92 = 1 085ч-1,15;
а 0,8. 0,8
кы — коэффициент мощности;
кк определяется по зависимости (ах) на рис. 86.
Коэффициент
2 2 1
ХЛ ЭП ^ЛЭП “Ь “Г7 хтт + хтс 1тс
где хлэп> хтт» хтс — удельное индуктивное сопротивление
соответственно ЛЭП (приведенное
к 27,5 кВ), тяговых трансформаторов
и тяговой сети;
хк — индуктивное сопротивление компен-
сационной установки;
£лэп, Лс — длина участков линий электропередачи
и тяговой сети до места подключения
установки параллельной компенсации.
Значение ,ъЛт\', полученное из номограммы, умножают на ка и
величину (2At/)d. Для ориентировочных расчетов значение ка можно
принимать равным 1,1;
при наличии установок продольной компенсации потерь напря-
жения в тяговой сети ориентировочно можно увеличить - значение
/тТГгГ на 5 — 10%.
В-полученном по номограммам значении удельной нагрузки учте-
ны все посторонние потребители, получающие энергию по ЛЭП. По-
этому расчетную удельную нагрузку ар
для тяги поездов определяют из соотно-
шений:
постоянный ток
5Л cos фл Sp cos фр
с*п — с* *
р L L
переменный ток
л 5Л cos фл Sp cos фр
p 3L 3L •
где 5Л — нагрузка от посторонних пот-
ребителей, питающихся по
ЛЭП;
Sp — нагр.узка районных потребите-
лей, питающихся от трансфор-
маторов тяговых подстанций-.
169
Суточное количество поездов, которое может быть пропущено по
участку, находят по следующим формулам:
постоянное соотношение типов и весов поездов на участке
сут
24ар
"2ЛЦ
(Ш-59)
где Ад — средний расход энергии поездом на участке протяжен-
ностью L, кВт • ч/пкм:
п
2 ^ПСТ
Лп = —!--------
Л^сут. ф Ь
S Лпот — суточный расход электроэнергии на тягу (на стороне-10
и 27,5 кВ) п тяговыми подстанциями, питающими расчетный
участок, кВт • ч;
Моут. ф — фактические размеры движения поездов;
заданные типы и веса поездов:
оба направления Мсут. р =-------Е; (Ш-60)
^пнч
четное Мсут.ч = Мсут.р —; (Ш-61)
^ич~г-^пнч
нечетное Мсут. ВЧ = МСУТ р——----------, (Ш-62)
U J 1 • 111 !• у 1 | Л ' ' 7
ЯПЧ~Г ^ПНЧ
где Лпч, Лпнч— расходы энергии поездами соответственно в чет-
ном и нечетном направлениях, кВт • ч/пкм.
Напряжения на токоприемнике электровоза предусмотрены ГОСТ
различных стран для дорог, электрифицированных на переменном
25 кВ и постоянном 3 кВ токе (табл. 34). Номинальные величины на-
пряжения на шинах подстанций соответственно везде приняты оди-
наковыми 27,5 и 3,3 кВ. Максимальные и минимальные напряжения
на токоприемниках значительно различаются: при переменном токе
минимальные 17,5 — 22,5 кВ, максимальные 27,5 — 30 кВ; при по-
стоянном—соответственно 2,0 — 2,7 и 3,6 — 4,0 кВ. В СССР, кроме
напряжений, предусмотренных ГОСТ 6962 — 75, отдельными доку-
ментами установлены дополнительные нормы. Например, в ПТЭ
(§ 115) указано, что на линиях, электрифицированных на постоянном
токе, уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного со-
става на любом блок-участке должен быть не менее 2,7 кВ и на перемен-
ном токе 21 кВ.
170
Таблица 34
Ряд напряжений на электрифицированных дорогах
Страна илн организация Напряжение, кВ, на токоприемнике электровоза
минимальное максимальное
при нормаль- ном режиме допустимое крат- ковременное
Переменный ток
СССР 19,0 — 29,0
Болгария 17,5 — 29,0
Венгрия 19,0 17,5 27,5
Румыния 19,0 17,5 27,5
Чехословакия 19,0 17,5 27,5/30
МЭК-ТК48 19 — 27,5
ОСЖД ' 19 17,5 27,5
ФРГ 20 — ' 28,75
Франция 19 17,5 27,5
Япония 22,5 20,0 30,0
Индия 19,0 —
Постоянный ток
СССР 2,2 — 3,85/4,0
Болгария — — 3,85
Венгрия — — 3,6
Польша 2,1 3,6
Чехословакия 2,0 3,6
Югославия 2,0 — —
ОСЖД 2,2 2,1 3,6(3,85) 4,0
ФРГ 2,1 — 3,6
Италия 2,4 2,0 —
Бельгия 2,7 — 3,6
Допускаемая норма отклонения определяется влиянием напряже-
ния на нагрев тяговых двигателей и работу вспомогательного обору-
дования электровозов [20, 22, 23]. Предложены [24] следующие значе-
ния допускаемых напряжений на токоприемниках электровозов:
Переменный 'ток, кВ Постоянный ток, кВ
Номинальное (условное) 25,0 3,0
Максимальное 29,0 4,0
Минимальное 19,0 1,7
Длительное наибольшее 27,5 3,6
Длительное наименьшее 22,0 2,4
Допустимое критическое 18,0 —
171
Влияние напряжения на пропускную способность электрифициро-
ванных линий. Снижение скорости из-за падения напряжения на ли-
митирующем перегоне уменьшает пропускную способность. Когда на
каком-либо направлении именно она является результирующей, ми-
нимально допустимое напряжение на этом перегоне можно считать
технической нормой для данного участка. Наиболее просто установить'
минимально допустимое напряжение на конкретном участке так:
полученные в тяговом расчете времена хода по перегонам лимитирую-
щему и тем, которые могут оказаться лимитирующими в случае сни-
жения напряжения, сравнивают с результирующим интервалом про-
пускной способности. По формуле (Ш-51) определяют такое напря-
жение, при котором время хода по перегону равно Этому интервалу
или несколько меньше его. Оно и будет минимальным для пропускной
способности.
4. НАГРЕВ ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ТОКИ
КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Сложность теплового расчета для контактной подвески, питающей
электроподвижной состав, состоит в том, что нагрузка проводов непре-
рывно изменяется. Теоретические и экспериментальные исследования
закономерности изменения токов, протекающих в проводах контакт-
ной сети, и их 'влияния на нагрев последних [25] позволили создать
следующую простую методику. Расчетный ток фидера определяют
для схемы раздельного питания путей по формуле
^фр /фс ^ф’ ^фс (III-63)
где 10 — средний ток поезда установленного веса, А;
Кф — коэффициент, учитывающий нагревательное действие тока
фидера, определяется по зависимости кф (а) (рис. 87);
а — отношение общего времени хода поезда установленного
веса по межподстанционной зоне к времени хода под током.
Если /фр < /ф, доп, то нагрев проводов не ограничивает пропуск-
ную способность. Значения допускаемой нагрузки фидера /доп оп-
ределены для различных типов подвески [27]. Если /фр > /доп, то
делается подробный тепловой расчет.
На дорогах, электрифицированных на постоянном токе, ток корот-
кого замыкания в зоне между подстанциями можно найти по формуле
1>17{/2ф^1— . )—Ai/д—Д^дк к^н^аР ,,
у __ ________\____1W /______________________
р + ^пЧ-7?оН~ гтс ^кз+rp Rua
где ^2ф — фазовое напряжение на вторичной стороне тяговых
трансформаторов;
р — наибольшее возможное снижение первичного питающего
напряжения, %; принимается обычно равным 5%;
172
ДУд — падение напряжения в
полуйроводниковом вы-
прямителе. Для схем
соединения нулевой и
мостовой принято рав-
ными 20 В, нулевой с
последовательным сое-
динением вентилей —
40 В;
ДДЛК — падение напряжения в
дуге на месте короткого
замыкания; принимает-
ся обычно равным 200В;
к/нМа— нагрузка подстанции от
поездов, находящихся в
зоне, где нет короткого
замыкания. При отсут-
ствии точных данных'к
можно принять равным
0,5 — 1;
Яп, Ro— сопротивление питаю-
щей и отсасывающей
линий, Ом;
гтс — удельное сопротивление
тяговой сети, Ом/км;
/кз — расстояние от подстан-
ции до места короткого
замыкания, км;
г-р — сопротивление реактора
сглаживающего устрой-
ства. Может быть при-
нято по паспортным данным i
р — внутреннее сопротивление тяговой подстанции, Ом:
р = 0,239 (хс + -^-Л •
\ Na /
или ориентировочно 0,015 Ом;
Индуктивное сопротивление сети
_ 3^ф _ 28
С Ркз РКЗ '
Индуктивное сопротивление трансформатора
__________________________ ик
хт~ ~
Мощность короткого замыкания Ркз на шинах подстанции перемен-
ного тока колеблется в больших пределах. Так как влияние ее на р
значительно, в расчет необходимо принимать действительную вели-
чину РКз. При Рка= 200 MBA, в ориентировочных расчетах будет по-
173
лучено наибольшее значение р. Значения хс при различных значениях
Ркз следующие:
Ркз, мВ А 200 600 1000 2000
хв, Ом 0,14 0,05 0,028 0,014
В табл. 35 приведены ориентировочные значения величин, входя-
щих в формулы, для разных-типов трансформаторов;'в табл. 36 — зна -
чения р для различного числа агрегатов.
Таблица 35
Техническая характеристика тяговых трансформаторов
Показатель Тип трансформатора ТМР
3200 5600 (6200) 2 (5600), 2 (6200) 16000
Номинальная мощность, кВт 1850 3700 7400 11 100
Индуктивное сопротивление, Ом 1,16 0,58 (0,65) 0,317 0,18
Напряжение короткого замыкания, % 7,85 7,6 (8,6) 8,6 7,2
Для Рка = 200 MBA и к = 1, обеспечивающих минимальное зна-
чение тока короткого замыкания:
Число агрегатов 1 2 3 4 5 6
£/к8, В 2978 2945 2915 2880 2850 2800
Если принять, что Рка = 600 MBA и к = 0,5, значение UKa изме-
нится в зависимости от типа трансформаторов и их числа настолько не-
значительно, что во всех случаях можно считать его равным 3020 В,
Величину тока короткого замыкания в зависимости от расстояния до
Таблица 36
Внутреннее сопротивление тяговой подстанции р, Ом
Число агрегатов Мощность короткого замыкания Ркз, MBA, для агрегатов с трансформаторами •
ТМР-3200 ТМР-5600 (ТМРУ-6200) 2 (ТМР-5600) 2 (ТМРУ-6200) ТМР 16000
200 600 200 600 600 600
1 0,311 0,289 0,172 0,155 0,088 0,055
2 0,172 0,150 0,102 0,084 0,050 0,033
3 0,122 0,104 0,079 0,060 0,037 0,026
4 0,102 0,081 0,067 0,048 0,031 0,023
5 0,089 0,067 0,060 0,041 0,027 0,021
6 0,080 0,058 0,057 0,036 0,025 0,019
174
Рис. 88. Зависимости /Кз от ZK3:
------ раздельная схема; ------- параллельная схема; тип подвесок' 1 —
М120+МФ100, 2 — М120+2МФ100; 3 — М120+2МФ100+А185; 4 — М120+2МФ100+
+2А185 ‘
подстанции для различных типов подвески и питания контактной сети
можно найти на рис. 88. Значение это необходимо сопоставить с ве*
личиной нагрузки подстанции. Последнюю подсчитывают для ич,
полученного из расчета пропускной способности по мощности тяговой
подстанции.
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВМ ДЛЯ РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ
Начиная с 1962 г. в ЦНИИ МПС ведется разработка отдельных ме-
тодик и программ для комплексного решения на ЭВМ следующих
задач: проектирования оптимальной системы электрической тяги;
расчета режимов работы действующих электрифицированных участков;
создания системы автоматического регулирования. Одна из основных за-
дач в расчете режимов—расчет пропускной способности по устройствам
электроснабжения. Методика его, алгоритмы, программы и некоторые
результаты опубликованы [26]. В отличие от аналитического метода,
где пропускную способность по мощности тяговых подстанций оцени-
вают отдельно от расчета по уровню напряжения, на ЭВМ задача ре-
шается комплексно, что особенно важно для вынужденных режимов,
а также на Однопутных, линиях. При этом расчеты не только уточня-
ются, но и унифицируются. Немаловажно и быстродействие их выпол-
нения. Расчеты могут делать вычислительные центры на основании
информации, подготовленной дорЬгами.
175
Дороги всегда испытывали значительные трудности в получении
исходных данных для тяговых расчетов с учетом реально существую-
щих весов поездов. Объединение же расчета системы электроснабжения
с построением кривой движения и получением тягово-энергетических
показателей работы электроподвижного состава значительно повысит
точность расчетов. При расчете на ЭВМ наличная пропускная способ-’
ность определяется межпоездным интервалом, который на рассмат-
риваемом участке зависит от мощности оборудования тяговой под-
станции, ограничивающей пропускную способность, или уровня нап-
ряжения на токоприемнике электровоза при движении поезда по ли-
митирующему перегону. Комплексы программ учитывают специфич-
ность условий работы систем электрической тяги постоянного и пере-
менного тока, а также особенности организации движения на одно-
путных и двухпутных линиях.
Методика расчета также имеет ряд особенностей. Рассмотрим основ-
ные из них. На ЭВМ моделируют процесс движения поездов на рассмат-
риваемом электрифицированном участке. Способы организации дви-
жения поездов при этом могут быть различными. Наиболее полное
решение обеспечивает наличие в программе блока автоматического
регулирования движения поездов (автодиспетчера), дающего воз-
можность управлять процессом движения не только при однотипных,
но и при разнотипных поездах. Однако это усложняет программу и не
может быть в полном объеме реализовано на существующих машинах.
Поэтому для однопутных участков в программе предусмотрен блок
конфликтных ситуаций, который выбирает вариант пропуска поездов
через раздельные пункты по минимуму суммарного простоя их на
промежуточных станциях (однотипные поезда) и минимуму расходов
(разнотипные поезда).
На двухпутных участках при отсутствии автодиспетчера предпо-’
лагается движение по направлениям однотипных поездов с равными
интервалами. Величину интервалов определяет наибольшее'время хо-
да по лимитирующему перегону с учетом действительного напряжения
на токоприемнике электровоза. При автоблокировке лимитирующий
перегон включает три или два блок-участка и длину поезда. Так как
при электрической тяге режимы работы э. п. с. и системы электро-
снабжения взаимно связаны, то величина интервала устанавливается
итерацией (последовательным приближением).
Вторая особенность расчета пропускной способности на ЭВМ —
более полная, чем в аналитических методах, оценка тепловых процес-
сов, связанных- с непрерывными изменениями нагрузок в системе
электрической тяги. Одновременно с тяговым расчетом проверяют
нагрев тяговых двигателей, учитывая изменяющееся напряжение на
токоприемниках электровозов.
Пропускную способность аналитическим методом оценивают по мощ-
ности тяговых подстанций исходя из соотношения эффективного тока,
допустимого для установленных на подстанции преобразовательных аг-
регатов, и токов, потребляемых поездами в период следования по зоне
питания. На ЭВМ моделируется процесс движения поездов на всем
рассматриваемом участке, поэтому получаются реальные графики на-
176
грузок всех тяговых подстанций, расположенных на нем. Следова-
тельно, по всем подстанциям можно точно установить основные пока-
затели, зависящие от нагрузочной способности их основного обору-
дования: подсчитать относительный износ изоляции обмоток трансфор-
маторов и получить кривую распределения превышения температур
в наиболее горячей точке обмоток; определить эффективный ток нагруз-
ки подстанции за период различной длительности и сравнить его с на-
грузкой полупроводниковых выпрямителей (с учетдм. допускаемых
перегрузок); определить температуру р — п перехода и кривую рас-
пределения этих температур для полупроводниковых выпрямителей.
Для проверки нагрева проводов контактной сети также используют
построение графика изменения температуры проводов как функции их
нагрузки. Допустимость той или иной нагрузки определяют-срав-
нением наибольшего превышения температуры с допустимым; для
оценки длительности действия различных превышений температур стро-
ят кривую их распределения. Однако температура—это неполноценный
критерий нагрева провода. Более правильно оценивать влияние на-
грева по воздействию на изменение прочности провода с учетом условий
работы (наличие грузов, непрерывно растягивающих провод). Для
этого на ЭВМ нужно строить специальную диаграмму, используя зна-
чения временного сопротивления разрыва при различных превышениях,
температур. Такие зависимости существуют [27], но не для всех марок
проводов. Поэтому в программах в качестве критерия нагрева проводов
принято расчетное превышение температуры по сравнению с допусти-
мым.
Пропускную- способность по устройствам электроснабжения при
вынужденных режимах ограничивает минимально допустимое напря-
жение на токоприемнике электровоза и среднее напряжение за время
хода поезда под током по участку, определяющему межпоездной ин-
тервал. При вынужденных режимах этот интервал может изменяться
в значительных пределах в зависимости от числа отключенных под-
станций. Минимальное же напряжение на токоприемниках электро-
возов не должно быть ниже 1,7 кВ для участков постоянного тока и 19
(действующее значение) или 16 кВ (среднее за полупериод) для участ-
ков переменного тока.
6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
Участок 3—Н—в, электрифицированный на постоянном токе, имеет пять тя-
говых подстанций: 3, И, Л, В и в (рис. 89). На них установлены выпрямители
ПВЭ-3. Основные технические характеристики оборудования, а также данные
тяговых расчетов и количество поездов в существующем графике приведены
в табл. 37 и 38. Коэффициент съема пассажирскими поездамитрузовых в четном
направлении е = 1,7, в нечетном — в = 1,8. Для удобства расчетов типы поез-
дов обозначим номерами: нечетные Q = 3000 т — тип 1; Q = 1000 т — тип 3;
четные Q = 4500 т — тип 2; Q = 3000 т — тип 4; Q = 1000 т — тип 5.
Рис. 89. Схема участка
3—Н—в, электрифициро-
ванного на постоянном
токе
В 6
3
п
177
Таблица 37
Мощность подстанций
Подстанция Полупроводниковые выпрямители Тяговые трансформаторы
Число Номинальный ток, А Тип Число Номинальный' ток, А
И 2 5000 ТМРУ-6200 2X2 2X2000
Л 2 5000 ТМРУ-6200 2 2000
В 2 5000 ТМРУ-16000 2 2X3000
в 2 5000 ТМРУ-16000 2 2X3000
Пропускная способность по мощности тяговых подстанций И и В. Находим
величины эффективного тока расчетных элементов тяговых подстанций для пе-
риода неограниченной продолжительности и допускаемых перегрузок. Эффек-
та
тивиый ток трансформатора ТМРУ-6200 /этт = 1,235 S /нтт =1,235 , 4000 =
= 4940 А. Долю расхода энергии, приходящуюся от одного поезда на каждую
из питающих его тяговых подстанций, определим графически по тяговому
расчету или опытным путем. С достаточной степенью точности можно при-
нять к = 0,5. Пропускную способность определим по каждому расчетному
элементу тяговой подстанции по формуле (Ш-13). Наибольшее часовое коли-
чество поездов для подстанции И
0,9-3-4940
п нтт =------------------5----------=6,7 пары.
чтт 1,08-0,5(1045 + 506+1200 + 860) F
Для подстанции В, питающей три направления, необходимо учесть задан-
ные соотношения пропускных способностей зон:
50
cR л =-----------— 0,462;
вл 50+21+37
<^=0,194;
, 37
с'оИ=------------=0,343;
вн 50 + 21+37
_________________________0,9-3-6000 _____________________
”чтт~1,08-0,5[0,462(910+1010)+0,194 (925+558)+0,343 (550 + 400)] =
= 20,1 пары.
Количество пар поездов в каждой зоне равно:
«чвл = °>462 • 20,1 = 9,2; пчВв = 3,9; nliBn = 6,9.
Для подстанции И средневзвешенный расход энергии одним поездом на
межподстанционной зоне 3—И в четном направлении
Лср.в = (а2 + + ^ Л4+а6 Д9) = (0,16-1045 + 0,34-889 + 0,5-435) = 686 кВт-ч;
в нечетном
Д'р в = (0,5-506+0,5-248)=377 кВт-ч-
Аналогично для зоны И—Л:
А" в = 942 кВт-ч; А' „=825 кВт-ч.
° С-Р. .о
178
Таблица 38
Размеры движения и данные тяговых расчетов
Зона 1 I Длина, км । Направление 1 1 Тип поезда 1 Число поез- 1 дов в графи- ке Доля поез- дов данного веса Время хода по меж- подстанционной зо- не, мин Расход энер- гии, кВт ч
общее ПОД током
Четное 2 8 0,16 20,1 19,5 1045
4 17 0,34 18,8 18,4 889
5 25 0,50 16,2 16,2 435
3 И 19
Нечетное 1 25 0,50 46,6 12,3 506
3 25 0,50 15,0 11,4 248
Четное 2 8 0,16 26,6 26,6 1200
4 17 0,34 24,4 24,4 940
5 25 0,50 22,0 23,0 860
И Л 27
Нечетное 1 25 0,50 24,1 24,1 860
3 25 0,50 23,2 23,2 790
Нечетное 2 8 0,16 24,8 13,3 910
4 17 0,34 23,3 17,7 710
5 25 0,50 21,0 16,0 415
Л—В 25
Четное 1 25 0,50 23,5 23,5 1010
3 25 0,50 22,2 16,4 585
Нечетное 2 18,8 18,8 925
4 16 0,76 17,4 17,4 740
5 5 0,24 15,6 15,6 600
В—в 20
Четное 1 16 0,76 15,4 15,4 558
3 5 0,24 13,9 13,9 418
Четное 8 17 0,46 25,0 25,0 450
10 20 0,54 25,0 25,0 550
в—н 22
Нечетное 5 17 0,46 22,0 22,0 310
7 20 0,54 26,4 26,4 400
179
Пропускная способность подстанции И В поездах со средневзвешенным рас-
ходом энергии
_____________0,9-4940-3____________
Пчтт- 1,08-0,5(686+377+9’42+825) ~8’6 ПарЫ
или поездов в каждом направлений; ячпв = 8,7 пары.
Аналогичен результат при определении числа поездов по номограмме
рис. 73. На ней пунктиром проведена линия от 7ЭПст = 4940 А через линию
т
расхода энергии в точке 0,25 S Аср.в ж 707кВт s ч. По оси для двухпутных
участков получено число поездов 9.
Для подстанции В определяем средневзвешенный расход энергии поез-
дом в каждой из трех зон в четном и нечетном направлениях:
В — Л: А" = 594 кВт-ч; -А’ = 797 кВт-ч;
Ср О Ср>£>
В —в: А" =707 кВт-ч; А' = 524 кВт-ч;
ср «в ср«1э
в — Н: А" _ = 503 кВт-ч; А' _ = 358 кВт-ч.
ср,в ср.в
Определяя часовое количество поездов для подстанции В, необходимо
учесть, что на всех трех межподстанционных зонах перегонная пропускная спо-
собность различна. Поэтому предварительно определим коэффициенты с по фор-
муле (Ш-35):
50 (594+797)
с —--------------------------!----—------------——. __ о 547'
вл 50 (594+ 797)+21 (707+ 524)+37 (503+ 358) ’ ’
21 (707 + 524)
с =------1----X---£_ = 0,204;
Вв 127 000
= ^7(504+358L =
ви 127000
свл~^ сВе^свн — 0,547+ 0,204+0,249— 1;
_________________________________0,9-3-6000_________________________
” чтт 1,08 0,5 [ (0,547+ 594+797) + 0 204 (707+524) + 0,249 (503+358)] “
= 24,4 пары поездов.
Из них по зоне В—Л можно пропустить пчВЛ = 24,4- 0,462 = 11,2;
В—в—пчВв = 24,4 - 0,194 =4,7; В—Н—пч вн= 24,4-0,343 =8,4 пары поездов.
Подстанция И при выпадении подстанции Л. Определяя нагрузку фидеров,
питающих образовавшуюся при выпадении подстанции Л зону И—В, учиты-
ваем суммарный расход энергии на зонах И—Л и Л—В. При этом пропускная
способность в поездах расчетного веса равна
0,9-3-4940
п„тт =-------------z--------------------------= 4,46 пары;
тт 1,08-0,5(1045 + 506+ 1200 + 910 + 860+1010) F
в поездах со средневзвешенным расходом энергии /гчтт = 5,84 и пчВ —
= 5,9 пар. Результаты расчетов приведены в табл. 39.
Время хода поездов по перегонам с учетом действительного напряжения на
токоприемнике электровоза. Q = 4500 т; межподстанционная зона И—Л имеет
пост секционирования в пункте к, расстояние от подстанций до него соответ-
ственно 13 и 14 км. Удельные сопротивления контактной подвески типаМ120+
+2МФ100-гкс=0,0572 Ом/км; 1км рельсового пути (Р65)гр=0,008 Ом/км. Длина
расчетного перегона It = 6,4 км, время хода по нему ti = 8,6 мин, средний ток
Ц = 1100 А. Действительное линейное напряжение на шинах подстанции
Ua = 36,5 кВ. Линейное напряжение первичной стороны тягового трансфор-
матора с учетом положения отпаек 7/1лпт = 36,75 кВ.
180
Таблица 39
Пропускная способность по мощности оборудования
Подстанцид Число пар поездов
расчетного веса средневзвешенных
Полупровод- никовые * выпрямители Тяговые трансфор- маторы Полупровод- никовые выпрямители Тяговые трансфор- маторы
И 6,8 6,70 8,7 8,60
в В том числе по направле- ниям: 16,8 20,10 20,4 24,40
В —Л 7,8 9,2 9,4 11,2
В —в 3,2 3,9 4,0 4,7
в — н 5,8 6,9 7,0 8,4
И (при выпадении подстан- ции Л) 4,5 4,46 5,9 5,84
Число поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне,
определяем по формуле (Ш-45). Для четного направления зоны И—Л оно равно
п0 = Uti = 26,6/8,6 = 3,1 поезда.
Аналогично находим пч для- нечетного направления и для зоны 3—И
(табл. 40). Средняя нагрузка фидера подстанции И, питающего участок, равна
/ф = v. l(rfo-l) Л> + М = 0,5 (2,-1 . 900 + 1100) = 149£ А,
где 10 — средний ток поезда по межподстанционной зоне;
Il — средний тож на расчетном перегоне.
Средняя нагрузка четного фидера зоны 3 — И равна /ф=хв0 10 —
= 0,5 - 2,3 • 1045 = 1200 А, остальных фидеров подстанции И — см.
в табл. 40. Нагрузка подстанции И равна сумме фидерных токов /лот = 1200 +
4- 500 + 1495 4- Н00 = 4295 А. Напряжение на шинах подстанции при
Таблица 40
Исходные данные и результаты расчетов
Показатель Направление на межподстанционной зоне
3-И и — л
четное нечетное четное нечетное
Расход энергии на мсжпод- 1040/889 506 1200/940 860
станционной зоне, кВт-ч Время хода по межподстан- 20,1/18,8 16,6 26,6/24,4 24,1
ционной зоне, мнн Время хода под током, мин 19,5/18,4 12,3 26,6/24,4 24,1
Средний ток поезда на меж- 1045/945 695 900/775 735
подстанцибнной зоне, А Количество поездов 2,3 1,44 3,10 3,0
Суммарный ток фндера, А 1200 500 1495 ПРО
181
этой нагрузке (см. табл. 30) Uj = 3530 - ^д- — 0,116 Ц — 3530 - —
У1ЛПГ 36,75
— 0,053 4295 = 3284 В.
Среднее падение напряжения на лимитирующем перегоне межподстанцион-
ной зоны И—Л при отключении поста секционирования за время хода поезда
весом 4500 т рассчитаем с помощью графика (см. рис. 78) по следующим исход-
ным данным:
, h 6,4
Z, = -J- =---=0,237; В = 0,245; С=0,094.
/27
Сопротивление тяговой сети состоит из сопротивления подвески контакт-
ной сети и рельсов гтс = Хдс+гр = 0,0572 + 0,008 = 0,0652 Ом/км. Состав-
ляющие полной потери напряжения равны:
Д17' = гтс 110 В = 0,0652 • 27 . 1100 . 0,245 = 472 В;
= гтс Цо (п'о — 1) С = 0,0652 . 27 • 900 . 2,1 ! 0,094 = 312 В;
ДУ = 472 + 312 = 784 В.
Фактическое среднее напряжение на токоприемнике электровоза на рас-
четном перегоне Уд = — &U = 3284—784 = 2500 В. Действительное вре-
мя хода по этому перегону с учетом уровня напряжения в сети определяем по
формуле (Ш-51):
А 3000 \
/д=8,6 + 8,6 ———1 =8,6+1,72=10,32 мин.
л \ 2500 . )
Пост секционирования в пункте к делит расчетный перегон на две части
(Zi! = 3 км и /г2 = 3,4 км). Значит,
. 3 , 3,4
К1 = —=0,111; Z,2=-+-=0,126.
27 27
Коэффициенты В, С, D, а также среднюю величину падения напряжения
определяем для двух участков: Вг = 0,148; =,0,06; £>1 = 0,056 и
В2 = 0,149; С2 = 0,059; D2 = 0,055. Сопротивление тяговой сети берется для
одного пути:
участок И—к:
= 285 В; = 199 В;
ДУ'/' = 0,0652 . 27 • 735 • 3 0,056 = 218 В;
АС/х = 285 + 199 + 218 = 702 В;
участок к—Л'.
&U2 287 В; ДУ2 = 195 В; ДУ2" = 214 В;
ДУ2 = 287 + 195 + 214 = 696 В.
По всему участку падение напряжения 700 В:
t/д = 3284 — 700 = 2584 В;
, / 3000 \
/д=8,6+8,6 —-------1 I ~ 10 мнн.
д \ 2584 J
Наличие поста секционирования в данном случае незначительно умень-
шило падение напряжения, так как нагрузка на обоих путях примерно одина-
кова как по числу одновременно находящихся поездов, так и по потребляе-
мым токам. Уточнив время хода по участку, ограничивающему пропускную спо-
собность по уровню напряжения, определим число поездов, которое может про-
60
пустить данное направление межподстанционной зоны в 1 ч; пч = jq = 6.
182
Расчетный интервал для заданного уровня напряжения при выпадении под-
станции Л. Участок И—Л—В получает питание от двух подстанций И н В.
Длина межподстанционной зоны 52 км, минимальное среднее значение напря-
жения 2 кВ. Интервал определяем для однотипных поездов установленного
для каждого направления веса. Предварительно по формуле (Ш-55) находим
коэффициент К- В средней части межподстанционной зоны вблизи подстанции
Л выбираем участок, равный трем блок-участкам с наибольшим временем хода,
g
Отношение общей нх длины (8 км) к длине всей зоны Л = 52 = 0,154. Отноше-
ние времен хода по межподстанционной зоне и под током:
а —
26,6 + 24,8
26,6+19,3 “
860+1010
с. =------!----= 0,89.
ло 1200+ 910
Коэффициенты В, CuD определяем по графику (см. рис. 78) для схемы с па-
раллельным соединением подвесок. Пункты параллельного соединения —пос-
ты секционирования на станциях к и Н, а также подстанция Л: В = 0,248;
С = 0,108; D = 0,125. После подстановки этих коэффициентов в формулу
(Ш-55) получим К = 1,12 . 0,248'- 0,154 + 0,108 (1—0,154) + 0,125 • 0,89 =
= 0,245.
Интервал попутного следования при заданном уровне напряжения нахо-
дим по номограмме (см. рис. 79). Расход энергии поезда расчетного веса на
1200 + 910
1 км пути aj = ---52----= 40,5 кВт ^ч. Допустимый интервал / = 18 мин.
Проверочные расчеты по нагреванию контактных проводов. На межподстан-
ционной зоне 3—И подвеска контактной сети по четному пути состоит из про-
водов М120 + 2МФ100 + А185, по нечетному — М120 + МФ100. Все необ-
t
ходнмые данные приведены в табл. 38. Определяем коэффициент а = т~. По
20,1 „ 16,6 ,
четному пути ап = jg-5 = 1,03, по нечетному пути а — уу-д = 1,35.
По номограмме (см. рнс. 87) для аи = 1,03 и по11 = 2,0 находим коэффи-
циент КфП = 1,61. Расчетный ток фидера /фП = 1200 > 1,61 = 1930 А. Ана-
логично для нечетного пути зоны 3—И =2,17 и /ф1 = 500 « 2,17 =
= 1085 А. Допустимый ток подвески для четного пути зоны 3—И равен 2380 А,
для нечетного пути 1280 А. Допустимые значения больше расчетных. На данной
межподстанционной зоне нагревание проводов не ограничивает пропускную
способность.
Участок, электрифицированный на переменном токе, двухпутный, тяго-
вые подстанции расположены в пунктах А, Г, ж, к, В, электровоз ВД80.
Исходные данные приведены в табл. 41. На всех пяти подстанциях уста-
новлены трехфазные трансформаторы типа ТДГ2 X 20 тыс. кВА. Мощ-
ность, потребляемая районной нагрузкой от тяговых трансформаторов,
7,5 тыс. кВА. Нагрузка плеча питания А—Г от пары поездов расчетного
2
веса при х = 0,5 равна 2*'^' = 0,5 (2772 + 2242) = 2507 кВА « ч;
плеча Г-ж 2 х" А" = 0,5 1 (2762 + 1385) = 2073 кВА . ч. Наиболее
загружено плечо А—Г, поэтому в формулу
0^2 /Сцт (1 > 1 *^ПТ ' *^р)
"ч = 2 2
2jx' А' с+0,65 У,х" А" с
1 1
подставляем значения: а2 = 0,8 для двухпутного графика и кПт = 1
для периода неограниченной продолжительности. Получим пч =
0,8 • 1(1,1 -20-2 —7,5)
— 2 2507 + 0,65 • 2073 ~ 4,6 пары поездов’
183
Таблица 41
Размеры движения и данные тяговых расчетов
Зона । Длина, км Направление Тип поезда Вес поез- да, т Число по- ездов на графике Время хода, мин Расход энергии на межподстан ционной зо- не, кВА>ч
общее ПОД 70- КОМ
Четное Грузовой 3000 20 35,8 29,7 2242,8
Пассажирский 1000 23 36,4 25,6 • 1119,5
А—Г 44 Пригородный 800 32 33,0 26,4 800,0
Нечет ное Грузовой 4000 28 35,5 34,8 2772,0
Пассажирский 1000 23 35,3 29,6 1639,0
Пригородный 800 32 34,0 27,2 800,0
Четное* Грузовой 3000 20 30,8 30,8 2762,0
Пассажирский 1000 23 25,5 22,3 1546,0
Пригородный 800 17 32,0 26,6 840,0
Г—ж 42
'Нечетное Грузовой 4000 28 26,2 18,9 1385,0
Пассажирский 1000 23 25,5 13,1 725,0
Пригородный 800 17 31,0 25,0 840,0
Четное Грузовой 3000 20 66,0 61,8 1804,0
Пассажирский 1000 23 66,5 62,9 1566,0
Ж—К 79
Нечетное Грузовой 4000 28 77,0 75,8 3020,0
Пассажирский 1000 23 67,8 67,8 2015,0
Четное Грузовой 3000 18 35,5 35,5 1440,0
Пассажирский 1000 25 34,2 28,4 985,0
к В 49
Нечетное Г рузовой 4000 25 38,1 26,6 1510,0
Пассажирский 1000 25 32,0 26,0 845,0
184
Выполнив аналогичные расчеты для подстанций А, яс, к н В, получим
соответственно 5,8; 4,7; 4,5 и 8,1 пары поездов. Соотношение грузовых поездов
в четном и нечетном направлениях по действующему графику для плеч пнта-
20 , 28
ния А—Г, Г-ж, яС-к и к—В с’ч = = 0,42 с^ = 0,58; Для
плеча питания В—И = с^ч — 0,5.
Средневзвешенной расход энергии поездом Лсвз = с' Ач + с'ч AB4 ра-
вен для плеч:
Л— Г Лсвз = 0,42 2242,8 + 0,58 - 2772 = 2555 кВА . ч;
Г— яс Лсвз = 0,42 • 2762 +0,52 • 1385 = 1965 кВА . ч;
яс—к Лсвз ~ 0,42 s 1804 + 0,58 . 3020 = 2510 кВА . ч;
к—В Лсвз = 0,42 . 1440 + 0,58 » 1510 = 1481 кВА . ч;
В—И Лсвз = 0,5 . 450 + 0,5 . 310 = 380 кВА . ч.
Среднечасовой расход энергии на пассажирские н пригородные поезда:
зона А—Г
SNA 1
—— = — (23-1119+32.809 + 23-1639+32-800) = 4750 кВА;
(23 • 1546 +17 • 840 + 23 • 725+17 • 840)=3360 кВ А,
грузовых поездов со средневзвешенным расхо-
зона Г—ж
SNA
24
причем на подстанцию Г приходится 0,5 (4750 + 3360) — 4100 кВА, на’ под-
станцию Л—2375 кВА. Аналогично для подстанции ж — 2800 кВА;
к — 2600 кВА; В — 1750 кВА.
Наибольшее число
дом энергии с учетом пригородных и пассажирских для подстанции Г
„ 0,8.1(1,1.2.20—7,5—4,1)103 п .
ГПч= 0,5(2.2550+0,65.1965) = U Mpa ПОеЗДОВ’ ДЛЯ ПодстаНЦИЙ А' ж’ к
и В — соответственно 5,3; 3,3; 3,6 и 6,8 поездов.
Суточная пропускная способность по мощности тяговой подстанции Г с уче-
том пассажирских и пригородных поездов значительно превышает размеры
движения, предусмотренные графиком: пгр = (24 — TVc—^приг)лч =
= (24—4,6—3,2) 7,1 = 118 пар поездов, где время на движение пассажирских
/ 8
поездов в каждом направлении по графику 7’пс=_тт' лпсепс = "77" 23 t 1,5 =
60 60
8
=4,6 ч; пригородных поездов 7'Приг= 17-1,39=3,2 ч.
Времена хода по перегонам с учетом действительного напряжения на токо-
приемнике электровоза. Q= 4000 т, расчетный перегон б—з в межподстанционной
зоне ж—к. Длина расчетного перегона /; = 20 км, время хода поезда по нему
it = 15 мни. Удельное эквивалентное сопротивление тяговой сети z'c =
= 0,416 Ом/км (АС185+МФЮ0). Данные тяговых расчетов приведены в табл. 40.
Интервал на участке с автоблокировкой 8 мин, с полу автоблокировкой в чет-
ном направлении — 20 мин, в нечетном — 23 мин. В пункте б — пост секцио-
нирования. Число поездов, одновременно находящихся на межподстанцнон-
t
ной зоне, определяют как сумму на участке ж—б с автоблокировкой п0 = —
ti
25
= — ss 3 поезда и б—к с полуавтоблокировкой, где л0 равно числу блок-участ-
8
ков, а именно п0 = я' + п" = 3 + 3 = 6 поездов для четного и нечетного на-
185
30,8
правлений. На межподстанционной зоне Г — ж поч=------------= 3,85; понч —
8
26,2
= —— = 3,28; на зоне к—В поч = /гонч = 4 поезда.
О
Нагрузка на подстанцию ж со стороны плеча питания Г— ж Г = xS п0 X
X /0 = 0,5 (3,85 • 296 4- 3,28-175) = 857 А.
Средний ток поезда:
т 3,06-1,08.2762 „„ ,
/оч— „ —296 А;
□ U, о
, 3,06.1,08.1385 , ,
/онч = —------------= 175 А.
н 26,2
Нагрузка на подстанцию ж со стороны плеча питания ж —к Г° =
= Sx 10 п0 = 0,5 (6 • 90,6 + 6 • 130)х= 660 А; на подстанцию к со сторо-
ны плеча к—В /' = 0,5 (4 . 133 + 4 • 133) = 520 А. Потеря напряжения
17 ик
в трансформаторах подстанции ж (опережающая фаза) Д//пст = (0,677 —
S SH
17 • 10,5
—0,33/") = ---—-----(0,67 660 — 0,33 • 857) =670 В; подстанции к (отстаю-
17 • 10,5
щая фаза) Д//пст= -----—------ (0,67 • 660 + 0,33 . 52Q) = 2760 В. Средняя
потеря напряжения на подстанциях Д//с = 0,5(0,67 + 2,76) = 1,72 кВ. По-
теря напряжения в тяговой сети до расчетного перегона б—з: Д// = Д//'+
+ SU" + Ли"'
>4
20
-----=0,253-
79
Коэффициенты для К = 0,253 и узлового питания: В — 0,157; С — 0,05;
D = 0,048. Составляющие потерн напряжения равны:
Ли' = z' I I0i В = 0,416 , 76 . 134 . 0,157 = 666 В;
ЛСГ" = г' I !'о (Яо _ 1)’С = 0,416 , 76(6—1)94 • 0,05 = 745 В;
Ли"'= г’ I I"n”D = 0,416 . 76 . 6 . 90 . 0,048 = 820 В;
Ли = 666 + 745 + 820 = 2231 В = 2,23 кВ.
Среднее напряжение на.токоприемнике электровоза за время хода его по
участку б—з, ограничивающему пропускную способность, U = 24,8 —1,72—
— 2,23=20,85 кВ. Время хода поезда с учетом действительного напряжения иа
/ 22,5 \
токоприемнике /д = 15 + 15 ~~~~ — 1 = 15 + 1,35 = 16,35 мин <"
\ 20,85 /
< 20 мин, предусмотренных графиком движения.
Сложные схемы питания участков. Три подстанции Б, В и Д (см. рнс. 75)
обеспечивают энергией поезда на участках Б — В и С — Д. Мощность их оди-
накова, эффективный ток по ограничивающему элементу равен 2400 А. Исход-
ные данные для расчета приведены в табл. 42. Пропускная способность подстан-
ций Б, В н Д определяется по формулам (Ш-ЗЗ):
Iб (2R1 7?г‘+2К1 R3 + R2 Rs)—Ra Rs (/в~^д)
пч = 0,9/7---------------------------—----
Б AiARiRa + RsRs+RiRs)
Iв (2Ri R2 + 2R2 Rs+Ri Rs)—Ri Rs (Jд+1 и)
пч = 0,9//---------------------------—----— ;
B Шй+ад+ЗД)
/д (2Ri Rs + 2R2 R3+R1 Rs) — Ri Rs (/д+7в)
n„ =0,9//------------------------------------ ,
Д As (Ri R2+R2 Rs + Ri Rs)
186
где Rlt R2, R3 — сопротивления тяговой сети на участках Б — С, С — В,
С- Д;
Дх, -А2, Аз — расходы энергии поездов (средневзвешенные по типам)
на тех же участках.
Таблица 42
Исходные данные
Расстояние, км /1= 14 1% == 15 Z3=18
Тип локо- мотива ВЛ8 ВЛ23 ВЛ8 ВЛ23 ВЛ23
Направ- ление 1 Четное Нечет- : ное Четное | Нечет- ное Четное 1 1 Нечет- ное Четное Нечет- ное Четное Нечет- ное
А, кВт-ч 800 800 700 ЗЬО 857 410 876 395 406 442
С 0,25 0,75 0,4 0,6 1
гт0, Ом/км 0,038 0,038 0,038
R, Ом 0,532 0,570 0,685
Средневзвешенный расход энергии в каждом направлении:
Абс = 0,25 (800 + 800) + 0,75 (700 + 300) = 1150 кВт « ч;
ABt= 0,4 (857 + 410) + 0,6 (876 + 395) = 1267 кВт , ч;
Адс = 406 + 442 — 848 кВт . ч.
Сопротивление тяговой сети участков, Ом:
Дх = 14 • 0,038 = 0,532;
Д2 = 15 - 0,038 = 0,570;
Д3 = 18.0,038 = 0,685;
RtR2 = 0,532 . 0,570 = 0,303;
Д2Д3 = 0,570 • 0,685 = 0,39;
Д1Дз = 0,532 • 0,685 = 0,364.
Пропускная способность подстанций:
пч =0,9-3
£3
2400 (0,6064-0,728 + 0,39)—0,39-2-2400
1150-1,057 '
= 5,05 поезда;
2400(0,606+0,78+0,364)—0,364-2-2400
пЧв = °,9.3-------------!267-Н057------------=4’95 поезда;
2400(0,728 + 0,78 + 0,303)—0,303-2-2400
Пчд=0,9-3---------------------------------------= 8,75 поезда.
187
Разветвленная схема питания участка от пяти тяговых подстанций (рис.90,'а).
.Определим пропускную способность подстанции 4. Без большой погрешности
можно считать, что расход энергии на участке б — в распределяется между под-
станциями 2 и 4. Длина фидерной зоны тогда составит 13 + 6 =19 км. Влияние
подстанций / и <? можно не учитывать, так как расстояние точки б до них значи-
тельно больше (соответственно 23 + 3 = 26 км и 30 км). Расход на участке а —б
(3 км), если он невелик, не окажет существенного влияния на пропускную спо-
собность подстанции 4 и его можно не учитывать. В таком случае схема упро-
щается (рис. 90, б). Если суточный расход энергии на участке а—б значитель-
ный, его следует разнести на подстанций 4 и 2 обратно пропорционально расстоя-
нию до них.
Разветвленная схема питания участка (рнс. 91). Определим пропускную
способность подстанции 2 Исходные данные приведены в табл. 43.
Таблица 43
Исходные данные
Участок Расстояние, км Расход энергии, кВт-ч, по направлению Суточное число пар поездов в графике
_ четному нечетному
"1—2 30 669 1107 30
2—3 31 237 428 36
2—4 30 755 864 20
а—с 23 450 >— 2
Ь—с—d 12 635 — 5
b—c—d 12 1015 — 8
Расход энергии на участке а — св сутки Дас = 2 450 + 5 • 635 +
12 170
+ 8 •-1015 = 12 170 кВт > ч. а в течение 1 ч в среднем Дч =--------- =
। 24
— 506 кВт * ч-, т. е. сравнительно невелик. Также мало расстояние с — d. Зна-
чит, этот расход можно отнести на подстанцию 2. В общем же случае его можно
отнести на две подстанции обратно пропорционально расстоянию точки с
до них.
Рис. 90. Схемы участков с питанием от пяти подстанций
188
Рис. 91. Схема разветв
ленного участка
Часовое число поездов прн заданном их количестве на ответвлении а — с
определим по формуле
п т
ai А"
^хАс
1
где п’ч 2 х’ А" = 506 кВт-ч.
1 1
Коэффициент с, учитывающий соотношение поездов по направлениям, равен
___________________30 (669+1107)
С12~ 30 (669+1107) + 36 (284+428)+20 (755+ 864)
= 0,476;
36(284 + 428)
С23“ 111400
= 0,229;
С24 =
20,(755+864)
111400
«ч=
0,85-1600-3—506
0,5 [(669 +1107) 0,476 + (755+ 864) 0,295+ (284+428) 0,229]
= 4/8 поезда.
По каждому из трех направлений / —2, 2 — 3, 2 — 4 они распределяются
с учетом коэффициентов:
, 30
с!„ =----------=0,349;
12 30+36+20
36
с2з— й- —0,418;
оо
, 20
С24— й(; —0,238,
оо
а именно:
n4Ja = 4,8-0,349= 1,68
пЧ23= 4,8-0,418 = 2,00
/гЧ21=4,8 0,233 = 1,12
поезда;
поезда;
поезда.
189
Глава IV
ЛОКОМОТИВНОЕ ХОЗЯЙСТВО
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Пропускную способность локомотивного хозяйства принято выра-
жать наибольшим числом пар грузовых поездов расчетного веса,
которое позволяют пропустить по участку деповские и экипиро-
вочные устройства при существующей системе обслуживания локо-
мотивами. Одновременно Должен быть обеспечен и пропуск задан-
ного количества пассажирских, пригородных поездов и локомоти-
вов, занятых на непоездной работе. Когда поездная работа обеспе-
чена локомотивными парками двух и более дорог, пропускную способ-
ность следует рассчитывать для всего участка обращения или зоны об-
служивания, учитывая наличие, производительность и размещение
деповских и экипировочных устройств, размеры движения по графику
или заданные' службой движения, размеры непоездной работы, схемы
тягового обслуживания, серии локомотивов, расчетный вес поез-
дов, двойную тягу, подталкивание, а также распределение видов ре-
монта локомотивов между депо. При этом исходят из того, что депов-
ские и экипировочные устройства исправны, технические нормы их
производительности и пробега локомотивов между ремонтами, про-
стои в_ремонте и при осмотре и др. отражают достижения передовых
коллективов и новаторов.
До расчета дорогу следует разбить на участки работы локомотивов,
установить размеры грузового, пассажирского и других видов
движения на каждом кольце, петле и тяговом плече. Пропускную спо-
собность участка по деповским и экипировочным устройствам опре-
деляют суммированием ее значений, полученных для каждого в.отдель-
ности способа обслуживания поездов, предусмотренного схемой тя-
гового обслуживания, по тем объектам локомотивного хозяйств, ре-
конструкция которых требует значительных капиталовложений. При
электрической и тепловозной тяге к ним относятся стойла технического
обслуживания и текущего ремонта, ходовые деповские пути, устрой-
ства пескоснабжения (сушильные печи и устройства для подачи песка,
экипировочные позиции); при паровой тяге—стойла технического и
профилактического осмотров, когда паровоз обслуживают сменные
бригады, или контрольно-технического/ осмотра, если паровоз обслу-
живают прикрепленные бригады, стойла промывочного ремонта,
агрегаты теплой промывки, ходовые пути, устройства пескоснаб-
жения; при тепловозной и паровой—кроме .того, устройства для
подачи топлива. Наименьшая пропускная способность этих устройств
на каждом участке—результативная.
190
Рекомендуется проверять, обеспечивают ли данную пропускную
способность или заданные размеры движения стойла подъемочного
ремонта, пути стоянки локомотивов в рабочем состоянии, оборудование
депо, поворотные устройства, емкость складов топлива и смазки и др.
Чтобы устранить диспропорцию на отдельных участках, необходимо
перераспределять поездную работу и программу ремонта между депо,
изменять способы обслуживания поездов локомотивами и др. Для эки-
пировочных устройств, ограничивающих пропускную способность,
следует-учитывать возможность использования передвижных средств,
находящихся в распоряжении дороги.
Рассмотрим простейшие примеры определения пропускной способ-
ности для различных участков обращения. На участке обращения с на-
кладными плечами АВ, АС, АД (рис. 92) пропускная способность по
деповским и экипировочным устройствам на каждом из участков до-
роги АД, ДВ, ВС, ДД равна пропускной способности плеч:
_ пАС пдв пКВ _ пАС fjAB.
пвс = пАС: пДД — цАД
у п ’ у п •
Если пАС = 30; пАВ = 20 и пАД — 15 пар, то пАК = 30 + 20 + 15 =
= 65; ПуВ = 30 + 20 ~ 50; пвс = ?0 и n?a = 15 пар поездов.
На участке обращения с кольцевой и плечевой ездой (рис. 93):
АВ АВ ВС. „АС АС , ВС
Пу — Г*п » Пу --- Пп Я-К ,
где пвв — пропускная способность на кольце ВС.
Если пАВ= 15, пАС=- 20, a nfc = 25 пар, то пАВ=^ 15+25 = 40, а пАС =
П '41 Л г у 1 у
= 20+25 = 45 пар поездов.
Рис. 92. Участок обращения с накладными тяговыми
плечами, плечевая езда
Рис. 93 Участок обращения с кольцевой и плечевой ез-
дой
191
Рис. 94 Распределение кольцевой езды на участке обра-
щения локомотивов двух депо А и В
Рис. 95. Участок обращения с петлевой ездой
Участок обращения, ограниченный станциями С, Д, G, обслужи-
вают локомотивы депо А — кольца САД, САД и плечо АЕ и депо
В — участки СВД и ОВД (рис. 94). Тогда:
„СА _ „САД , „ОВД. СА _ САД , СВД.
Т1у —Ик ’ "т* Пк , Му —Мк т”к t
„АЕ_„СВД , САД , „СВД , „САД АЕ.
Пу — + Пк -г Пк -Г И к -Т Пп ,
„ЕД_„САД , ОВД , САД , СВД
Пу =ПК + пк + Нк Т »к
Пропускную способность по ходовым деповским путям в пунктах
экипировки или оборота локомотивов на данном участке, тяговом пле-
че, кольце или петле рассчитывают для каждого направления — чет-
ного или нечетного. Так, для схемы на рис. 95 она равна (табл. 44):
Таблица 44
Размеры пропускной способности
Пункт экипировки или оборота Число поездов на направлении Пар поездов
четном нечетном
Петля ВАС: А 27 —
С — 24 —
В —- 26 —
Плечо СД: С 17 — 24
д —• 15 15
2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Пропускную способность устройства проще всего выразить числом
обслуженных им за сутки локомотивов, распределяя его по участкам
в зависимости от заданных размеров грузового движения. В расчетных
формулах необходимо предусмотреть использование устройств и для
192
обслуживания локомотивов, занятых в пассажирском движении и на
вспомогательных видах работы: маневрах, вывозной и передаточной
работах и др. Поскольку расчет пропускной способности различных
устройств одинаков, целесообразно вывести основную формулу приме-
нительно к условному устройству. Суточный фонд рабочего времени
его составляет
лч 24 Л
Ф =------.
<Р
где 24—число часов в сутках;
А — наличное число устройств;
365 , ,
<р = -----коэффициент, равный отношению числа календарных
к числу рабочих дней в год.
Фонд времени для обслуживания пассажирских и занятых на
вспомогательных видах работы локомотивов
Фц — ЛТпс^ПС “Ь Л4мп^Мп>
где Л4ПС, Л4МП — число локомотивов, обслуживаемых данным устрой-
ством и занятых соответственно в пассажирском
движении и на вспомогательных видах работы;
/псДМп — время занятия устройств обслуживанием одного локо-
мотива.
Фонд времени занятия устройств обслуживанием поездных грузовых
локомотивов
ФГр - ф - Фп. (IV-1)
Число поездных грузовых локомотивов, которое может обслужить
устройство
М = , (IV-2)
frp
следует распределить по тяговым плечам, входящим в участок или
зону обращения, пропорционально длине и заданным размерам дви-
жения. Долю локомотивов, приходящуюся на каждое тяговое плечо,
определим по формулам:
а _ к ni к ,
к + + • • -+^т пт ™
1
а2 = А^;.„; ат = Лр2», (IV-3)
1 1
где 11г 12, ..., 1т — длины тяговых плеч;
пх, п2, ..., пт — соответствующие им размеры движения.
7 Зак. 984 193
Число локомотивов на каждом тяговом плече определяется так:
Л1Х = Маг; М2 = ТИа2; Мт = Мат, при этом аг + а2 +
+ ••• +ат — 1-
Если обозначить через L пробег между заходами локомотивов для
обслуживания на данное устройство, то количество операций, прихо-
2/1
дящееся на пару поездов, составит на первом тяговом плече qv = -£->
на втором—д2 = у-ит.д., qm=^^~~. Пропускную способность каждого
тягового 'плеча в парах поездов по устройствам локомотивного хозяй-
ства найдем по формуле
?!
а общую пропускную способность данного устройства в парах поездов
(IV-5)
где q — средневзвешенная величина:
' . П1?1 + «2?2+ ••• + Пт?пг
П1 + «2+...+
После подстановки в формулу (IV-§) выражения М из формулы
(IV-2) получим '
п = ——.
?/гр
Подставив вместо Фгр его выражение из формулы (IV-I) и умножив
числитель и знаменатель на заданное количество пар грузовых поез-
дов в сутки пзг и на получим
”эг V 24 24 '
п —-----i----—— • (IV-о)
Пзг д/гр
24
р, Ф __ ГТ о
В этом уравнении — п — наличие устройств в данном депо,
[Ф
пункте оборота или экипировки, принятое к расчету; = Пп —
потребность в них для обслуживания локомотивов пассажирских вы-
возных, передаточных и хозяйственных поездов, маневровых локомо-
тивов, толкачей и др. Выражение ”зг^гр = = Пт — потреб-
ность депо или пункта оборота в устройствах для обеспечения заданных
194
размеров грузового движения. В результате всех преобразований фор-
мула (IV-6) примет вид
п = Пзг ( (I V-7)
где k — ----отношение чисел устройств, потребного для обес-
печения заданных размеров грузового движения, к наличному, или
коэффициент использования пропускной способности.
Величины Н, Пп и Пт для всех устройств выражаются в одних и
тех же единицах и представляют собой либо число устройств (например,
стойл), либо суточную их производительность (для топливоподающих
устройств). Таким образом, прямой расчет так же точен, как и расчет
при помощи коэффициента использования пропускной способности
устройств локомотивного хозяйства. По коэффициенту использования
и заданным размерам движения находят пропускную способность каж-
дого кольца, петли, плеча рассматриваемого участка. Когда нужно
перераспределить ее в железнодорожных узлах, т. е. увеличить
на одном из направлений, уменьшив на других, определяют новый
коэффициент. Рассмотрим примеры расчетов с коэффициентом
использования пропускной способности.
К депо А приписаны тепловозы серий ТЭЗ и ТЭ2, которые обслуживают соот-
ветственно плечи АС и АВ (рис. 96) с расчетными размерами движения щ и п2‘,
в депо оборудовано семь* стойл для текущего ремонта ТР1, из них пригодны
по длине для тепловозов ТЭЗ — четыре, ТЭ2 — три; при заданных разме-
рах движения для ТЭЗ требуется 3,6 стойла и для ТЭ2—1,5 стойла. В этом слу-
чае коэффициенты использования пропускной способности равны
ЛДС = М==0,9; kAB = —- = 0,5
4 3
и, следовательно, пропускная способность
„ЛС_ - цАВ _ ”2
0,9 ’ 0,5
Тепловозное депо А обслуживает грузовое движение на трех тяговых плечах:
АВ—24 пары; АС—32; АД — 40 (рис. 97). Расчетом получена пропускная спо-
собность по стойлам для технического обслуживания ТОЗ: пАВ — 30; пАС = 40;
= go пар_
Потребность /7Т в стойлах технического обслуживания ТОЗ для расчетных
размеров грузового движения соответственно равна 0,8; 1,4; 2,2. Общий коэффи-
Рис. 96. Участок обращения с плечевой ездой, обслу-
живаемый разными сериями тепловозов
7* 195
Рис. 97. Перераспределение пропускной способности
по участкам в узле
циент использования пропускной способности стойл технического обслуживания
ТОЗ
77т 0,8+1,44+2,2
fe =-------=--------------=
Н—Пп 6—0,5
где Н = 6 — наличное число стойл технического обслуживания ТОЗ;
Па = 0,5 — потребность в них для всех других видов движения, кроме
грузового.
Требуется повысить пропускную способность плеча АВ с 30 до 45, несколь-
ко снизив ее на плечах АС и АД. Новый коэффициент использования пропуск-
ной способности на плечах АС и АД составит
77»
1,4+2,2
Я-(77п + 77у) 6 /05| 0,8-45
0,9,
где 77у = .21—45— j g—потребность в стойлах технического обслуживания ТОЗ
для обеспечения движения на плече АВ 45 пар-поез-
При этом пропускная способность плеча АС будет равна р-g = 36 пар, плеча
40
ЛД 0~д- = 44 пары.
Результативная пропускная способность участка по деповским и экипировоч-
ным устройствам определяется после рационального распределения или пере-
распределения работы между участками обращения, тяговыми плечами, коль-
цами и петлями. Например, на рис. 98 нельзя принимать в качестве результа-
тивной пропускной способности наименьшую величину на участке Л В 20 пар
поездов по ходовым путям депо С (табл. 45). Если пропускную способность
ходовых путей депо С уменьшить для плеча АС и увеличить для кольца
САВ на 14 пар, они перестанут быть ограничивающим элементом. После перерас-
пределения пропускную способность на участке АВ ограничивают стойла для
текущего ремонта в депо А (30 пар поездов) и на участке АС ходовые пути
депо С (44 пары). Эти величины и должны быть приняты как результативная
пропускная способность участков.
Рис. 98. Перераспределение пропускной способности
на участке обращения с кольцевой и плечевой ездой
196
Таблица 45
Пропускная способность устройств (в парах поездов)
Расчетный участок Стойла в депо А для Ходовые пути* Результа- тивная
технического обслуживания текущего ремонта
АВ 35 30 20 (34) 30
АС 60 54 58 (44) 44
* В скобках—пропускная способность после перераспределения.
3. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ УСТРОЙСТВ
Стойла для технического обслуживания и текущего
ремонта локомотивов
Число стойл для данного вида ремонта или обслуживания рассчи-
тывают по количеству мест на каждом пути в зависимости от длины
путей и локомотивов. Проходы между локомотивами и между послед-
ними и торцовыми стенами принимают по установленным нормам.
Потребность в стойлах для обеспечения расчетных размеров грузового
движения находят по формуле
р
У Лйнп
. (IV-8)
где р — число групп локомотивов с одинаковыми нормами простоя
в ремонте или обслуживании;
М — число ремонтов или обслуживаний локомотивов каждой
группы за’сутки;
/нп — норма простоя локомотивов каждой группы в ремонте
или обслуживании, включающая время на постановку
и выход локомотива, открытие и закрытие ворот, убор-
ку стойла и другие подготовительно-заключительные
операции. Продолжительность операций, выполняемых
за пределами стойла, например осмотр тепловоза масте-
ром, в основное время не включается.
Потребность в стойлах для пассажирского и других видов движения
Пи определяют аналогично.
Суточная потребность в осмотре или текущем ремонте локомотивов
для каждого вида движения равна
M = ----s\ (iv-9)
197
где п — число групп локомотивов с одинаковыми нормами пробега;
S — суммарный суточный пробег локомотивов, приписанных
к данному депо, км;
Ai — норма пробега между обслуживанием или текущим ре-
монтом данного вида, км;
L2 — норма пробега между обслуживанием или 'текущими
ремонтом последующего вида, км.
Если нормы работы локомотивов выражены в сутках, формула имеет
вид
т1)- (IV-10)
Др \ * 1 *2 /
где Р3 — число локомотивов, необходимое для обеспечения задан-
ных размеров движения;
Л, Т2 — нормы работы локомотивов соответственно между дан-
ными видами обслуживания или текущим ремонтом
и последующими, сутки.
Когда техническое обслуживание ТО2 локомотивов выполняется
параллельно с экипировкой, в расчете пропускной способности стойл
принимают простой /нП при минимально возможном Совмещении опе-
раций.
Стойла и агрегаты для теплой промывки паровозов
Пропускную способность устройств для промывки паровозов можно
рассчитывать аналитически и графически. Последний способ — комп-
лексный. Он позволяет определить количество возможных ремонтов по
ограничивающему устройству: стойлам, трубопроводам или насосам.
Аналитический способ. Потребность в стойлах для обеспечения
заданных размеров движения выражает формула
где М — число промывочных ремонтов за сутки, потребное для обес-
печения заданных размеров грузового движения;
t — норма простоя паровбзов в промывочном ремонте, ч;
S указывает, что суммируются данные для каждой группы локо-
мотивов с одинаковой нормой простоя.
Потребность в стойлах для пассажирского и других видов движения
определяют аналогично. В формуле (IV-11) неизвестна величина М,
которую можно найти по-формуле
М — — — АЁи\ (IV-12)
Др \ bl ^-2 /
где Sn — суммарный -суточный пробег грузовых паровозов, припи-
санных к данному депо, км;
— норма пробега паровозов между промывками, км;
Л2 — норма пробега паровозов между подъемочными ремонтами,
км;
Рп — коэффициент, учитывающий паровозы, подъемочный ремонт
которых производится не в данном децо.
19а
Пт — ——
т 24
Из депо, где подъемочный ремонт не делают, паровозы направляют
в другие депо. Там перед ремонтом им будет сделана и промывка.
Следовательно, в этом случае коэффициент Рп = 1, т. е. каждая подъ-
емка снимает одну промывку. Вследствие этого общее число промывок
в рассматриваемом депо будет меньше, что учитывает последний член
формулы (IV-12). Если в данном депо выполняется подъемочный ре-
монт всех приписанных паровозов, (Зп = 0. Это значит, что каждый па-
ровоз, который ставится в подъемочный ремонт, должен быть промыт.
Когда работа паровозов выражена в сутках, потребное число ремонтов
определяется по формуле
Др 1 V пр 1 пд /
гДе ГП1) — норма работы паровозов между промывочными ремонтами;
Тпд — то же, между подъемочными ремонтами.
Для промывочного ремонта следует учитывать стойла в отаплива-
емых зданиях, оборудованные трубопроводами для теплой промывки
и канализацией. Количество одновременно промываемых паровозов
принимают равным числу'агрегатов. Величину Н в этом случае опре-
деляют в целых единицах. Потребность в агрегатах для теплой про-
мывки паровозов грузового движения находят по формуле
(IV-14)
где М — потребное число промывок за сутки;
t — время занятия агрегатов операциями, ч: циркуляционным
охлаждением, спуском воды, промывкой и наполнением во-
дой котла одного паровоза; принимается по графикам тех-
нологического процесса.
Аналогично определяют потребность в агрегатах для пассажирского
и других видов движения. Таким образом, аналитическим способом
пропускную способность каждого устройства определяют самостоя-
тельно без учета взаимодействия в общем технологическом процессе.
Поэтому аналитический расчет, подкупающий, своей простотой, всегда
дает приближенный результат. Более точный результат можно полу-
чить только графическим методом, но он более трудоемок.
Графический метод. Рассмотрим пример. Депо располагает двумя
промывочными секциями с тремя стойлами в каждой. Промывочная
установка состоит из двух теплообменников, двух фильтров, паро-
смесителя, пароводонагревателя для безогневой заправки, трех цен-
тробежных насосов для расхолаживания и промывки котлов, бака го-
рячей воды, промывочного бака, трубопроводов: одного пароспуск-
ного, двух всасывающих, двух нагнетательных и одного промывочного.
Промывать котлы паровозов из промывочного бака можно любым на-
сосом по промывочному и нагнетательному трубопроводам. Безогневая
заправка паровозов производится по пароспускному или промывочному
трубопроводу. Аккумулятора в депо нет.
199
К депо приписаны паровозы серии Л для грузового движения,
пассажирские Су и непоездные Э. Технологический процесс промывки
дан в графиках приложений 4 (Л) и 5 (Э и Су) Инструкции по производ-
ству теплой промывки и заправки паровозов. По величине общего су-
точного пробега, а также нормам межпромывочного пробега ежесуточ-
но должен быть один промывочный ремонт пассажирского или непоезд-
ного паровоза. График (рис. 99) строят так: первыми наносят, на него
последовательные технологические операции промывки паровоза 1,
поставленного на промывку в 0 ч 00 мин. Паровоз 2 серии Л ставят на
промывку, учитывая время работы пароспускного трубопровода:
спуск пара из котла должен начаться тотчас после окончания его у па-
ровоза 1. Паровоз 2 ставят во вторую секцию, так как его промывка
совпадает с открытием ворот для выхода паровоза 1.
Время постановки на промывочное стойло паровоза 3 — 2 ч 40 мин—
определяет всасывающий трубопровод 1. Он освобождается после рас-
холаживания паровоза 2 и лишь в 3 ч 40 минГ может быть подключен к
паровозу 3. Последний также ставят во вторую секцию, так как с мо-
ментом открытия его нижних люков совпадает выпуск из секции 1
паровоза 1. Постановку на стойло паровоза 4 определяет время осво-
бождения нагнетательного трубопровода 2 и насоса 2 в 8 ч 00 мин.
Следовательно, паровоз должен быть поставлен на стойло в 7 ч 00 мин
в секцию 1.
Паровоз 5 нельзя поставить на стойло раньше 9 ч 50 мин — заняты
нагнетательные трубопроводы, но и после этого времени в секции 2
идет промывка котла паровоза 3, а из секции 1 выводится паровоз 4.
Более целесообразно ввести паровоз 5 в секцию 2 в 10 ч 45 мин — пос-
ле закрытия люков котла у паровоза 3. Спуск пара из котла паровоза 6
может начаться не раньше 12 ч 10 мин. Следовательно, ставить в стой-
ло его можно только в 11 ч 50 мин. Несколько более поздняя постанов-
ка не снижает пропускную способность промывочных устройств и рав-
номерно загружает цех. Нагнетательный трубопровод 1 и насос 1
освобождаются после промывки котла паровоза 5, и паровоз 6 ставят
на промывку в секцию 1 в 17 ч 00 мин. Таким образом, число промывоч-
ных ремонтов грузовых паровозов серии Л в сутки при непрерывной
работе равно шести. Учитывая число рабочих дней в году Др = 306,
6 -
М =------= 5.
1.2
В тех депо, где коэффициент использования пропускной способ-
ности стойл для теплой промывки kT > 1, как исключение, применяют
холодную промывку. При этом потребность в стойлах для нее Пх на-
ходят по формуле
где Мх — потребное количество холодных промывок за сутки
= (IV-16)
«т
М — общая потребность в промывках грузовых паровозов в сутки;
tx — норма простоя паровозов в холодной промывке, ч.
200
Операция
Вбод пароВоза
Присоединение шлангоЗ для спуска парс
закрытие дымооой. трусыизолнника
Спуск пара, прогреб и заполнение цир-
куляционной магистрали_______
Циркуляционное расхолажибание
Открытие берхних люкоё
Спуск Воды
Открытие лижних люкоВ
ПромыВка котла
Осмотр котла
f]pemxu
тлЬнкть
охан
Часы ~~ '
2 3 4 5 6 7 S 9 10 11 12 13 14 15 16 17 13 19 20 21 22 23
Предварительный прогреб котла
Наполнение котла перегретой ИоЗой
Прогреб йоОы и подъем давления
Отсоединение рукабоб
Выход за Ворота.
• Трубопроводы
Насосы
Стойла
neptao
секция
Вторая
секция
Пар'оВоз 1
Паровоз 3/]
Паровоз О Л
ПароВсзб/.
\Паровоз7Л
ПаровозбЛ
tt
дшкйляй. поомыдл г
ппомыаочнбЛ ~
нагнетательный
промы5очньп?
ЩМКЩ1Щ0ННЬ1&
ПароВазТЙ
Паровоз 1
Зала СУ
5
15
3, СУ-50
Л-60
~3, СУ-120
Л-150
3, СУ-35
Л-40
3, СУ-30
Л-40
з, су-зо
Л-40
з,су-оо
л-120
о-зо
з.су-зо
/1-40
Э, су-10
л-15
З.СУ-25
Л-зо
з,су-зо
Л-35
Рнс. 99. График работы промывочного устройства паровозов
(IV-17)
Коэффициент использования пропускной способности стойл для хо-
лодной промывки определяют по формуле
Пропускная способность промывочных стойл равна сумме данных,
относящихся к теплой и холодной промывкам. Например, если задан-
ные размеры движения на тяговом плече 36 пар поездов, kT = 1,4 и
kx = 0,5, то
nT = —= 26; = —?6~26 = 20.
1,4 x 0,5
Пропускная способность на данном плече равна 26 + 20 пар поездов.
Определяя потребность в стойлах, следует учитывать все локомо-
тивы, проходящие ремонт, в том числе и приписанные к другим депо.
Когда на стойлах, принятых к расчету, выполняют ремонт углеподъ-
емных кранов, коэффициент использования пропускной способности
определяют по формуле
Н-(17п~пк) '
где Пк — потребность в стойлах для ремонта кранов.
Нормы простоя кранов установлены МПС.
Ходовые деповские пути
Пропускную способность ходовых деповских путей рассчитывают в
тех же депо или пунктах оборота, на территорию которых заходят обо-
рачивающиеся локомотивы. Расчет выполняется на основании приня-
той специализации путей и установленной поточности по элементу
(стрелке, горловине и др.), ограничивающему пропуск локомотивов.
Когда на путях расположены экипировочные устройства, необходимо
учесть время занятия последних и параллельность выполнения опе-
раций. Коэффициент использования пропускной способности ходовых
деповских путей определяют исходя из времени Н, в течение которого
ограничивающий элемент может быть полезно использован, и загруз-
ки П этого элемента при расчетных размерах движения:
И = 1440 — Т; (IV-18)
П = тлок^ (IV-19)
где Т — общее время за сутки, в течение которого ограничивающий
элемент занят для всех других нужд (перегонкой тележек
и колесных пар и др.), кроме пропуска экипируемых ло-
комотивов, мин (определяется хронометражем);
тлок — число локомотивов, которое должно быть пропущено за
сутки по ограничивающему элементу пути. Для поездных
локомотивов тлок — это расчетные размеры движения за
вычетом локомотивов, которые не заходят на ограничиваю-
щий элемент (проход по другим путям, кольцевая езда,
оборот без захода на тяговую территорию и др.);
202
t— время занятия ограничивающего элемента пути одним
экипируемым локомотивом при проходе в одном или обо-
их направлениях, мин (определяется хронометражем).
Коэффициент использования пропускной способности ходовых де-
повских путей определяется следующим образом:
Устройства для подачи топлива
Для расчета пропускной способности данных устройств исполь-
зуют формулу (IV-7), в которой /7Т — суточная потребность натурного
топлива для обеспечения заданных размеров грузового движения;
Па—то же, для других видов движения; Н—суточная производитель-
ность топливоподающих устройств (по фактическому наличию на скла-
де). Когда локомотивы снабжают топливом на приемо-отправочных пу-
тях станций (кольцевая и петлевая езда, на участках и зонах обра-
щения), коэффициент использования пропускной способности устройств
для подачи топлива в депо определяют, учитывая их наличие на этих
путях. Следует также учитывать, что часть расчетной производитель-
ности топливоподающих устройств необходима для выполнения склад-
ских работ (выгрузка топлива из подвижного состава, штабелировка,
уборка шлака, слив жидкого топлива из цистерн и др.). Из расчетной
производительности подающих устройств для твердого топлива вычи-
тается и производительность углеподъемных кранов, выделенных для
подмены находящихся в плановом ремонте и на контрольно-техниче-
ском осмотре. Количество устройств для такой подмены определяется
на основании принятой цикличности и соответствующих графиков ре-
монта и осмотра оборудования. Общая суточная производительность
имеющихся на данном складе устройств для подачи топлива на локо-
мотивы равна
у
H = ^A^-bt\ (IV-21)
1
где у — число топливоподающих устройств;
А — расчетная часовая производительность топливоподающих
устройств за вычетом запаса и производительности уст-
ройств, подменяющих находящиеся в плановом ремонте и
контрольно-техническом осмотре;
bt — время занятия топливоподающего устройства в сутки дру-
гими работами, кроме подачи топлива на локомотивы (пере-
качка жидкого топлива в хранилищные баки, обслуживание
краном эстакады, внутрискладские работы, уборка шлака
и др.), ч.
Производительность углеподъемной эстакады определяют обслу-
живающие ее краны. Суточную производительность устройств для по-
дачи на локомотивы жидкого топлива (насосов и напорно-всасываю-
203
щих линий) находят так же, как и устройств водоснабжения. Суточ-
ный расход топлива подсчитывают на каждом складе отдельно для ло-
комотивов грузового движения и остальных. Кроме того, устанавливают
потребность в топливе для каждого тягового плеча, кольца, петли и
распределяют ее между складами. Суточный расход топлива равен
(IV-22)
10000Э v ’
где о — число участков обращения локомотивов (плеч, колец, пе-
тель), обслуживаемых складом;
S — общий суточный пробег локомотивов при заданных размерах
движения;
Q — средний вес поезда брутто, т;
2Т — норма расхода условного топлива на 10 000 ткм брутто, т;
Э — переводной эквивалент условного’ топлива в натурное;'
ал — коэффициент, учитывающий, какая часть топлива подается
на локомотив в данном пункте.
Для непоездных локомотивов
Л = (IV-23)
1 э
где т — число групп локомотивов с одинаковой нормой расхода
топлива;
Я — число локомотивов, снабжаемых топливом за сутки со склада;
za — норма расхода условного топлива на один локомотив в сутки;
принимается' по действующим нормам на период, принятый
£ расчету, с учетом установленных вёсов поездов.
При экипировке локомотивов на приемо-отправочных путях стан-
ции коэффициент использования пропускной способности основного
депо учитывает наличие устройств на них. Например, если на приемо-
отправочных путях станции А (рис. 100) снабжают топливом локо-
мотивы, работающие по кольцу САВ, коэффициент использования
пропускной способности должен быть определен по наличию топливо-
подающих устройств как в пунктах В и С, так и в пунктах экипировки
А (для нечетных поездов) и Б (для четных).
Четное к,
—--------- 0,9 °! 0,1
- — >—- ! —I — ' 4 .. □
f я 5 > „
с 4---------------с--------------о----------+В
0,5 '
Нечетное
Рис. 100. Расположение устройств для набора топлива на
участке обращения
Ль fil —на станционных путях; С. В — оборотные депо
204
Устройства пескоснабжения
Суточная производительность пескосушильных печей равна
пп
//=2£(24~dn)> (IV-24)
1
где пп — число пескосушильных печей;
Б — часовая производительность пескосушильной печи, м® су-
хого песка; принимается на основании данных опытной про-
верки;
dn — перерывы в работе печей для чистки топки, ремонта, осмотра
и др., ч; принимаются по фактическим данным.
Суточная потребность в песке для снабжения поездных локомотивов
в данном пункте определяется по формуле
П = У , (IV-25)
юооооо
где о — число участков обращения локомотивов (плеч, колец,
петель);
5 — общий суточный пробег локомотивов при расчетных раз-
мерах движения, км;
Q — средний вес поезда брутто, т;
6СД — средняя норма расхода сухого песка на 1 млн. ткм брутто
(осенне-зимний период), м3;
Лп — коэффициент, учитывающий, какая часть песка подается
на локомотив в данном пункте (при работе локомотива с
добором песка).
Суточную производительность устройств для пддачи песка в песоч-
ницы локомотивов находят по формуле
(1440—/g) 6д (IV-26)
/т-|-
где t6 — время на ремонт и осмотр пескораздаточных устройств,
мин; принимается по технологическому процессу;
6П.— количество песка,- набираемое в среднем одним локомо-
тивом, м3;
тяп — число локомотивов, которое пескоснабжающая уста-
новка может снабжать песком одновременно;
tT — время, необходимое на заполнение всех песочниц,
включая передвижку локомотива, перестановку рука-
вов в процессе набора песка, если это необходимо,
мин;
Д/т — время на уборку с позиции и постановку другого локо-
мотива с учетом снятия и подачи напряжения на контакт-
ный провод, мин.
205
Суточная производительность пескотранспортных устройств
равна
пу
Н = %С(21-/В), (IV-27)
1
где пу — число пескотранспортных устройств, расположенных в
пункте;
tn — продолжительность перерывов в работе устройств, ч.
Часовая производительность устройств определяется опытными
данными или по формулам:
выжимная пескоподача
с = Лвб У'60 , (IV-28)
/ц
где твб — число выжимных баков;
V — количество песка, выжимаемого из бака за один рабочий
цикл, м3;
/ц — продолжительность рабочего цикла, мин (нагрузки и раз-
грузки бака в раздаточный бункер); определяется хроно-
метражем исходя из неограниченного наличия сухого
песка;
вентиляторная пескоподача
С = р од ув. 3600, (I V-29)
где р — коэффициент загрузки;
йт — диаметр трубопровода, м;
— объемный вес песка (1,4 — 1,6 т/м3);
Од — скорость движения воздуха в пескопроводе, м/с;
ув — удельный вес воздуха, равный 0,0012 т/м3.
Коэффициент загрузки зависит главным образом от напора, соз-
даваемого вентилятором, и сопротивления трубопровода:
р = 2,7 — 0,03 L,
где L — длина трубопровода, м.
Скорость движения воздуха в пескопроводе определяется по фор-
муле
где g = 9,81 — ускорение силы тяжести, м/с2;
h — напор в пескоподающем трубопроводе, мм вод. ст.;
определяется опытным путем с помощью трубки
Прандтля или Пито.
206
Расчет пропускной способности позиций совмещенной экипировки
локомотивов или наиболее длительной операции при расчлененной эки-
пировке ведется по формуле
^тп
2Л1э(/э+А/э)
1___________
1440—10
(IV-30)
где г — число групп локомотивов с одинаковыми нормами про-
стоя под экипировкой;
Ма — потребное число экипировок в сутки;
tB — продолжительность экипировки одного локомотива,
мин;
Л/э — время на уборку локомотива с позиции и постановку дру-
гого локомотива, мин; для электровозов с учетом снятия
и подачи напряжения на контактный провод устанав-
ливается хронометражем;
— продолжительность плановых осмотров экипировоч-
ного устройства, а также самой позиции в течение су-
ток, мин.
Деповские и экипировочные устройства
при смешанной тяге
На участках, где применяют различные локомотивы (паровозы,
тепловозы, электровозы), размеры движения устанавливают для каж-
дого вида тяги в отдельности. Если устройства локомотивного хозяй-
ства используют без специализации по видам тяги, определяют общий
коэффициент использования их пропускной способности.
Например (рис. 101), если коэффициент использования ходовых путей депо А,
которое обслуживает локомотивы различных видов тяги, общий для них и равен
0,5, то пропускная способность (в парах поездов) плеч А — В, А—С (тепловозы)
и А •— Д (электровозы) соответственно
28 15 „ 18
Пав= 0,5 =56; Пас~ 0,5 =3°; Пао~ 0,5 ~36’
Рис. 101. Участки, обслуживаемые разными видами тяги и при-
мыкающие к основному депо
207
4. ПРОВЕРКА ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИЖЕНИЯ
Для проверки обеспечения данными устройствами размеров дви-
жения служит лишь коэффициент использования пропускной способ-
ности.
Стойла для подъемочного ремонта локомотивов. Определяют их
наличие, т. е. число мест, оборудованных домкратами и кранами соот-
ветствующей грузоподъемности, а также потребных путей для ремонта
тележек и колесных пар. Потребность в стойлах находят по формуле
ят=2^НрТс (iv-3i)
1
где ч — число групп локомотивов с одинаковой нормой простоя
в подъемочном ремонте;
М — число локомотивов, которое необходимо выпускать за сут-
ки из подъемочного ремонта;
/нр — норма простоя локомотивов в ремонте, сутки;
ус — коэффициент, учитывающий потребность в стойлах для
подъемочного ремонта паровозных тендеров. Коэффициент
использования пропускной способности рассчитывают
лишь для паровозных стойл (без учета тендерных) при
Тс = 1.
Аналогично определяют потребность в стойлах для подъемочного
ремонта локомотивов, обслуживающих другие виды движения. Ко-
личество локомотивов, которое необходимо выпускать из подъемочного
ремонта за сутки для обеспечения расчетных размеров движения,
равно
Л1=—V (IV-32)
Др \ Ьз /
где d — число групп локомотивов с одинаковыми нормами про-
бега между ремонтами;
— суточный пробег локомотивов данного вида движения
(с учетом ремонтируемых в данном депо грузовых локо-
мотивов других депо), км;
La — норма пробега локомотивов между подъемочными ре-
монтами, км;
La — то же, между средними или заводскими ремонтами.
Стойла и пути для стоянки локомотивов в рабочем состоянии. На-
ходят общий коэффициент использования с учетом стойл и мест стоян-
ки на открытых путях:
h —______Ця_____
Дс+ Дп—Дпл
208
где Пя — потребность в позициях для стоянки поездных грузовых .
локомотивов;
Нс — наличие стойл для стоянки локомотивов в рабочем со-
стоянии;
Нп — число мест для стоянки локомотивов на путях;
Ппя — то же, для всех остальных локомотивов.
В частном случае для депо, расположенных в районах с низкой
температурой (ниже — 25° С), определяют только наличие стойл, учи-
тывая все, кроме предназначенных для ремонта, осмотра и других спе-
циальных целей (заправки, выкатки колесных парЛ обмывки локомо-
тивов, реостатных испытаний тепловозов, экипировки и др.). Свобод-
ные интервалы (проходы в м) на путях принимают равными не более
т + 5, где т — число локомотивов,’а число мест для их стоянки
в t
(№33)
где 5 — число путей;
Ln — полезная длина одного пути, м;
I — длина локомотива, м;
2 — расстояние между двумя локомотивами, м.
Потребность мест для стоянки локомотивов в- рабочем состоянии
в стойловой части депо и на деповских путях
77=т (IV-34)
лс 1440 '
где тас — число локомотивов;
— среднее время их стоянки из графика оборота, мин;
t2 — время на заход и выход локомотива с места стоянки, мин.
Поворотные устройства. Производительность этих устройств выра-
жается числом поворотов локомотивов в сутки:
40~Zn , (IV-35)
ti + t2
где пу — число устройств;
tn — время обслуживания поворотным кругом нужд депо (ввод
локомотивов в стойла, перемещение вагонов, колесных пар
и др. в веерных депо) за сутки, мин;
— время, необходимое для поворота одного локомотива, мин;
t2 —твремя занятия подходов к поворотному кругу (заход и вы-
ход локомотива), мин.
Емкость складов топлива и смазки. Учитывается фактический
и потребный эксплуатационный запас топлива (смазки). Емкость скла-
да твердого топлива определяют как сумму емкостей отдельных шта-
белей, а жидкого топлива (смазки) — по формуле
H = Q.cc, (IV-36)
где QT — суммарная емкость хранилищ жидкого топлива (смазки,) м®;
се — удельный вес топлива (смазки).
209
Потребный эксплуатационный запас топлива (смазки) равен
Лт =ДДТ; Па = ДАа-, П,, = ДАС, (IV-37)
где Д — норма эксплуатационного запаса топлива (смазки), сутки;
Лт — суточный расход топлива (смазки) со склада для снабжения
локомотивов грузового движения, т;
Ап — то же для пассажирского и прочих видов движения;
/10 — то же для станционных установок, выдачи рабочим и
служащим и др.; определяется по действующим нормам.
5. ПРИМЕР РАСЧЕТА
Участок А — В — Д (см. рис. 53) включает три деповские станции: В —
основное депо со стойлами для текущего ремонта электровозов и тепловозов,
экипировочными устройствами для снабжения электровозов, прибывающих с на-
правлений И — В к А — В, и тепловозов с направления В — А; А и Д — стан-
ции оборота; Б и Г — бывшие участковые станции, однако небольшая часть ло-
комотивов участковых или сборных поездов оборачивается на них. На участке
А — В работают электровозы переменного тока ВЛ60, а на участке В — Д —
тепловозы 2ТЭ10Л. Пассажирское движение обслуживают те же локомотивы,
что и грузовое. На станциях работают 15 маневровых тепловозов ТЭ1.
Простои в текущем ремонте ТР2 приняты равными, электровозы—48 ч, теп-
ловозы1 — 4 суток; в текущем ремонте ТР1: электровозы—8 ч, тепловозы — 36 ч;
в техническом обслуживании ТОЗ: тепловозы поездные — 7 ч, маневровые—5 ч.
Суточный линейный пробег при обслуживании грузовых поездов электровозами:
на участке А — В — 2 • 26 203 = 10 556 км;
на участке И — В — 2 18 • 697 = 25 092 км;
тепловозами нй участке В — Д — 2 • 10 « 218 = 4360 км.
Пробег одного маневрового тепловоза 120 км в сутки.
Среднесуточный пробег электровоза грузового движения на участках А — В
и И — В оказался равным 812 км. Текущий ремонт TPI электровозов выполня-
ется после пробега 14 тыс. км, тепловозов — 60 тыс. км. В пассажирском
движении суточный линейный пробег электровозов на участке А — В ра-
вен 2 • 3 < 203 = 1218 км, а тепловозов на участке В — Д — 2 • 4 • 218 =
= 1744 км. Среднесуточный пробег электровоза из-за небольших размеров дви-
жения равен 406 км, тепловоза — 436 км. Пробег пассажирских локомотивов меж-
ду текущими ремонтами ТР1 тот же, что и в грузовом движении. Пробег между
текущими ремонтами ТР2 принят для электровозов 195 тыс. км. Этот вид ре-
монта у маневровых тепловозов выполняется через 8 месяцев или 240 суток.
Пробег электровозов между текущими ремонтами ТРЗ 390 тыс. км, тепло-
возов — 180 тыс. км, маневровых — 480 суток (приказ 22/Ц 1975 г ).
Техническое обслуживание ТОЗ электровозов переменного тока не преду-
смотрено, тепловозов поездных — через 7500 км, маневровых — через 10 суток.
Техническое обслуживание ТО2 электровозов и тепловозов выполняется через
двое суток с простоем 1 ч. Соотношение календарных и рабочих дней 1,2. Пере-
возочная работа тепловозов, выполняемая в грузовом направлении при весе
поезда 4000 т, равна 8320 тыс. ткм брутто, а в негрузовом при весе поезда
3000 т — 5640 тыс. ткм брутто. Расход условного топлива на измеритель в гру-
зовом направлении равен 42 кг, а в негрузовом — 45 кг; для пассажирских
поездов — 55 кг. Тип профиля III.
Стойла текущего ремонта локомотивов. Текущий ремонт ТР1. Электровозы
грузового движения.
1 Приказом 22/Ц большой периодический ремонт тепловозов 2ТЭ10Л не
предусматривается, однако в 1977 г. он еще может выполняться.
210
Число ремонтов:
. D 1 of Ю 556 10 556 \_n qqC.
у’аст“ л -В: "«- йта-тэгга)~ °'836:
участок В —И: MBfj=l,2 (25 092 _ 25,0924~ 1.99.
J ви 1 14 000 195 000/
Потребность в стойлах:
участок А—В: ПКАВ = 8 = 0,248;
участок В—И: Пмви= 8 = 0,663.
Электровозы пассажирского движения.
Число ремонтов в сутки МАВ = 1,2 f * -----APttxx) ~ 0,097.
1 J АВ > \ 14000 195 000/
Потребность в стойлах П'АВ — *-= 0,0324.
Тепловозы грузового движения.
Число ремонтов Л4дЯ = 1,2 ( ^360 — А = 0,0435.
вд 1б0 000 120 000/
Потребность в стойлах П’Вд~ = 0,065.
Тепловозы пассажирского движения.
Число ремонтов Л4ЯЯ = 1,2 (. —'l == 0,0174.
1 вд 160 000 120 000J
Потребность в стойлах
„ 0,0174-36
П“я = —’----------= 0,0262.
вд 24
Тепловозы, занятые на вспомогательных видах работы и маневрах.
Число ремонтов Л4М = 1,2 ( — — JJL'l = 0,75.
1120 240/
Потребность в стойлах /7М = ^8 = 0,0564.
Коэффициент использования пропускной способности одного стойла для
электровозов
* =---------------------=0,915;
1—(0,663 4-0,0324)
пропускная способность на участке А — В
26
Пдк=--------—=28,8 пары поездов.
АВ 0,915
Коэффициент использования пропускной способности одного стойла для
тепловозов
-------^12®---------=0>0708.
1—(0,02624-0,0564)
211
пропускная способность плеча В — Д
ПВД^-^~Q75g =141 паРа поездов.
Текущий ремонт ТР2
Электровозы грузового движения.
Число ремонтов и потребность в стойлах:
участок А — В:
МбАВ=1,2
10 556
195000
10 556
390 000
= 0,0325;
6 _
ав —
0,0325-48
24
= 0,065;
П
участок В—И'.
„б . J 25092 25092 \ „
М„ = 1,2 ------------------------1 = 0,077;
ВИ \ 195 000 390 000 ]
П
б _
ви —
0,077-48
24
= 0,154.
Электровозы пассажирского движения:
^в = 1.2
/ 1218
195 000
1218
390 000
=0,00374;
^6АВ —
0,00374-48
24
= 0,00748.
Тепловозы грузового движения:
4360
мвп=1 >2 ( 4360-----------— 1 =0,0145;
ад V 120 000 180 000 }
0,0145-96 „ „„„
= 0,058.
24
Тепловозы пассажирского движения:
1744
Л4дл = 1,2 ——-------* —" " - = 0,00574;
вд 120000 180 000
б 0,00574-96
Пвд~ 24
= 0,023.
Тепловуэо, маневрового парка:
М® = 1,2
15
240
15 \
-—1 = 0,0376;
480 /
х 0,0376-72 „
Л“=-------24----= 0,113'
Коэффициент использования пропускной способности одного стойла для
большого периодического ремонта электровозов и тепловозов
А=------------0^065+0^058------------
1—(0,154 + 0,00748+0,023 + 0,113)
212
пропускная способность:
участок А — В
26
flAB= о 175 =142 паРы поездов;
участок В — Д
10
пвд=~^ 175 =56 пар поез«ов‘
Техническое обслуживание ТО2
Электровозы грузового движения (технические осмотры выполняются круг-
лосуточно, в том числе и в выходные дни; поэтому коэффициент 1,2 в формуле
(IV-9) следует опустить):
плечо А—В
10 556
812-2
10 556 \
14 000 ) -5,75:
плечо И—В Л4™в =
25 092 25 092 \
. • ,—---,, „„„ = 13,71 осмотра в сутки,
1624 14 000 / F 1
Количество стойл, потребных для выполнения осмотров:
плечо А — В
плечо И — В
/7ив = "13-^1'1 =0,572.
Пассажирские локомотивы:
Мто _( 1218 1218
АВ \ 812 14 000
= 1,413;
Тепловозы грузового движения
„„ ( 4360 4360 \ ,
М?2П =1--------------=4,42;
вд \ 872 7500 )
4 42’1
=0.184.
Тепловозы пассажирского движения:
7 1744 1744 \
Л4™ = —----------1 = 1,768;
вд к 872 7500 /
„то __1.7681
Лад- 24
Коэффициенты использования пропускной способности стойл для техниче-
ского осмотра
электровозов
= 0,0735.
0,24
k =---------!---------= 0,625;
1—(0,572+0,059)
213
тепловозов
1—(0,07354-0,926)
пропускная способность:
участок А — В
26
плв=--------= 42 пары;
Ав 0,625
участок В — Д
1&
0 198 =51 ПарЭ ПоеЗД0В‘
Техническое обслуживание ТОЗ
Электровозам грузового движения переменного тока этот вид осмотра не
делают.
Тепловозы грузового движения:
вд ( 7500 60 000 /
о 0,507^7
- 24
=0,178.
Тепловозы пассажирского движения:
Л4П0„
твд
1744
7500 60 000
0,244-7
1744
= 0,244;
ППО_________
24
= 0,071.
Маневровые тепловозы:
-^ = 1,05;
120 /
= 0,218.
/
Л4™ = 1,2
„по 1.05-5
- 24
При наличии в депо В одного стойла для профилактического осмотра тепло-
возов
, 0,178
k=-------------------=0,25;
1—(0,0714-0,218)
пропускная способность участка В — Д пВд = = 40 пар поездов.
Ходовые деповские пути и экипировочные устройства. На тяговой террито-
рии основного депо В три ходовых пути; на двух из них расположены песко-
снабжающие устройства для электровозов и тепловозов. Здесь же на отдельной
пбзиции, с каждой стороны которой находится по две колонки, тепловозы снаб-
жают топливом. Третий ходовой путь служит для пропуска локомотивов, не тре-
бующих экипировки. Его пропускная способность достаточно велика.
Путь для экипировки электровозов. За сутки экипировку проходят 44 элек-
тровоза грузового движения. Норма времени ее, включая постановку и уход
с позиции, 20 мин:
Яэт = 44 • 20 = 880 мин.
214
Электровозы пассажирского движения
Дэп = 3 » 20 = 60 мин.
Путь для экипировки тепловозов. За сутки набирают песок 10 тепловозов
Грузового движения. Время занятия пути — 30 мин:
/7ТГ = 10 • 30 = 300 мин.
Тепловозы пассажирского движения
Птп — 4 . 30 = 120 мин.
Тепловозы маневрового парка проходят экипировку один раз в 10 дней.
Ежесуточно на нее поступают две машины:
/7тМ = 2 • 30 = 60 мин.
Ходовые пути. Хронометражем определено, что ходовые пути для других
нужд, кроме пропуска локомотивов, заняты 1 ч 30 мин:
Ят = Нэ = (1440 — 90) = 1350 мин.
Коэффициент использования пропускной способности ходового пути:
. ___________________ 880 _ 880 n r.Q0
для электровозов k- ~j350 — 60 - = 0,682;
300 _ 300_ = 0 256
1170
для тепловозов * = 1350 _(120 + 60)
пропускная способность:
участок А — В
26
72 дд— = 38
АВ 0,682
пар поездов;
участок В — Д
пар поездов.
Устройства для
П ТЗ ТТ- ---39
ва 0,256
подачи топлива на тепловозы. Суточный расход топлива
из-за разных весовых норм в грузовом н негрузовом направлениях равен
8 320 000-42-1 , 5 640 000-45-1
Птт=—•———---------------------------—=42185 кг в сутки.
тт 10 000-1,43 10 000-1,43
В пассажирском движении при среднем весе поезда 1000 т
8218-1000-55-1 9592
Птп =------~---------=---------— 6700 кг.
т 10 000-1,43 1,43
Для снабжения непоездных локомотивов
2-450 900
/7Пп =-----=---------= 630 кг.
1,43 1,43..
Суточная производительность устройств для подачи жидкого топлива на ло-
комотивы при расчетной часовой производительности одного насоса 30 м3/ч и
времени работы не для подачи топлива на локомотивы 4 ч
Яту = 1 . 30 0,85 (24 — 4) = 510 т.
Коэффициент использования пропускной способности
42 185
k — -----------------= 0,084;
510—(6,7+0,063)
пропускная способность участка
10 ~ пп
«ад= 0 084 — 1 9 пар поездов-
215
Устройства пескосиабжения. Для электровозов ВЛ60 расход песка на
1 млн. ткм брутто по средним нормам принимается в грузовом направлении
Ь' = 0,2 м8 и негрузовом Ь" = 0,24 м8. Общий суточный расход песка в депо В:
электровозами грузового движения
17824-4000-0,2-1 . 17824.3000-0,24-1
П п =-------------—;-----F---------------:---= 27,09 м3:
в 1 000 000 1 000 000
в том числе на участке А — В
п 5278-4000-0,2-1 , 5278-3000-0,24-1
Пав=------------------------------------1-----= 8,02 м3;
1 000 000 1 000 000
на участке В — И
пви = 27,09 — 8-02 = 19,07 м3;
грузовыми тепловозами
2180-4000-0,1-1,0 , 2180-3000-0,11 •1 ,
ПнЛ=-------------------------------------:-----= 1,591 м3;
вд 1 000 000 1 000 000
электровозами пассажирского движения при удельном расходе песка на
1 млн. ткм брутто 0,47 м3
12181000-0,47-1
Пав~ 1 000000 —0,572 м3;
тепловозами пассажирского движения при норме расхода песка на 1 млн. ткм
брутто 0,28 м3:
1744-1000-0,28-1 „ „
77яд-=' .' „ „„„-----=0,488 м3;
вд 1 000 000
маневровыми тепловозами по фактическим данным 0,5 м3.
Пескосушильиые печи. В основном депо В установлены две печи СОБУ-2 '
производительностью 1;9 м3/ч. Суточная производительность их при двухчасо-
вом перерыве равна
Н = 1,9 . 2 ( 24 — 2) = 3,8 . 22 = 83,6 м3.
Суточная потребность электровозов и тепловозов в песке:
для обеспечения грузового движения
77т = 8,02 + 1,591 = 9,611 м3;
для прочих нужд.
Пп = 19,07 + 0,572 + 0,488 + 0,5 = 20,63 м3.
Коэффициент использования пропускной способности пескосушильных
печей
9,611 9,611
------ = —---=0,153.
83,6—20,63-----------62,97
Устройства для подачи песка на локомотивы. Устройства для подачи песка
на локомотивы рассчитывают по максимальным нормам, которые выше средних
примерно в 2,5 раза. Так, в среднем каждый локомотив набирает 0,27 м3 песка;
максимальная же норма расхода 0-,6 м8. Время, необходимое для заполнения всех
песочниц локомотивов, по данным хронометража, 10 мин. За. сутки набирают
песок 36 локомотивов. Время, необходимое на ремонт и осмотр пескораздаточных
устройств, принимают равным 2 ч. Одновременно устройства могут снабжать
два локомотива. Время на уборку одного локомотива с позиции и постановку
другого с учетом снятия и подачи напряжения 5 мин.
216
Суточная производительность устройств для подачи песка
(1440-120)0,6-2
Яп=“------\------------88-0,6-2 = 105,6 мз.
(10-f-5)
Коэффициент использования пропускной способности
9,611-2,5
k =-------1----1------= 0,444.
105,6-20,63-2,5
Устройства для транспортировки сухого песка. При выжимной пескоподаче
с двумя баками производительностью 0,6 м3 за один рабочий цикл (10 мин) про-
изводительность пескотранспортных устройств:
„ 2-0,6-60 „ „ „
часовая С=-----—------= 7,2 м3;
суточная Нт = 7,2 (24 — 2) = 7,2 • 22 = 158,4 м3.
Коэффициент использования пропускной способности
k
------------=0,224
158,4—51,58
У устройств для подачи песка на локомотивы суточная производительность
меньше, чем у транспортирующих его. Поэтому принимают коэффициент исполь-
зования пропускной способности, рассчитанный для устройств подачи песка.
Следовательно, пропускная способность:
участка А — В
26
Ллв=~М4_ = 59 ПЭр;
участка В — Д
Ю
Пкп= —----- = 23 пары поездов.
°* 0,44
Локомотивные хозяйства на станциях А и Д не обслуживают локомотивы,
работающие на участке А — В — Д. Поэтому их пропускную способность не
р ассчитывают.
Коэффициент пропускной способности устройств локомотивного хозяйства:
Участок
А —В В~Д
Стойла:
малого периодического ремонта ТР1 0,915 0,0708
большого периодического ремонта ТР2 0,175
технического осмотра ТО2 0,625 0,198
профилактического осмотра ТОЗ — 0,25
Ходовые деповские пути 0,682 0,256
Устройства для:
подачи топлива на тепловозы — 0,084
подачи песка 0,444 —
транспортировки сухого песка 0,224 —
Пескосушильные печи 0,153 —
Таким образом, наиболее загружены стойла малого периодического ремонта
электровозов.
217
Глава V.
УСИЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УСТРОЙСТВ
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Оценка мероприятий по повышению пропускной способности
Пропускную способность железнодорожных линий можно уве-
личить строительством новых или реконструкцией действующих по-
стоянных устройств (главных путей, станций и узлов, средств сигна-
лизации и связи и др.), повышением скорости движения поездов, при-
менением того или иного типа графика и другими организационно-тех-
ническими мероприятиями. Увеличение провозной способности дости-
гается повышением веса поездов, лучшим использованием тяговых
средств и вагонного парка. Комплекс мероприятий, позволяющйй до-
вести пропускную способность железнодорожной линии до необхо-
димого уровня, должен обеспечить:
безусловное выполнение народнохозяйственных планов перевозок;
повышение скоростей движения поездов;
внедрение в железнодорожных хозяйствах прогрессивных образ-
цов техники, передовых технологических процессов, обеспечивающих
наиболее экономичное выполнение перевозок и необходимый рост
производительности труда;
полную безопасность движения поездов;
обороноспособность страны;
резервы для освоения непрерывно растущих перевозок грузов
и пассажиров, повышения маневренности железнодорожного транс-
порта, компенсации закономерных отклонений от нормальных условий
эксплуатации, содержания линии в исправном техническом состоянии.
Технико-экономическая оценка мероприятий по развитию железно-
дорожных линий осуществляется в соответствии с Типовой методикой
определения экономической эффективности капитальных вложений и
Инструкцией по определению экономической эффективности капиталь-
ных вложений на железнодорожном транспорте. При этом различают
эффективность общую (абсолютную), характеризующую влияние сум-
мы капитальных вложений на прирост национального дохода общества,
и сравнительную (относительную), отражающую технико-экономичес-
кие преимущества и недостатки каждого из вариантов технического ре-
шения. Общую экономическую эффективность определяют на стадиях
разработки годовых, пятилетних и более длительных перспективных
планов, а также при решении технико-экономических задач развития
и размещения народного хозяйства, его отраслей и в ряде других
218
случаев. Показатели сравнительной экономической эффективности —
общие капитальные вложения -и текущие издержки (годовые экс-
плуатационные расходы) на весь предусматриваемый объем работы
рассчитывают для анализа и выбора вариантов технических рещений
И способов усиления пропускной способности железнодорожных
устройств. При одноэтапных капиталовложениях и постоянных теку-
щих издержках варианты сопоставляют по сумме годовых приведен-
ных расходов:
Sn = Еа К + Э, (V-I)
где Еа — нормативный коэффициент эффективности капитальных влЪ-
жений; на железнодорожном транспорте его уровень 0,10 —
0,12;
• К — единовременные капитальные вложения; в необходимых
случаях в них включается стоимость грузов, находящихся
в процессе транспортирования;
Э — годовые эксплуатационные.расходы.
При многоэтапных капиталовложениях, а также при нелинейном
изменении текущих издержек во времени приведенные расходы для
сравниваемых вариантов определяют по формуле
= У -f t + У—t, (V-2)
0 (1+£нп)‘ i О + Янп/
где tc — год, ограничивающий период суммирования расходов
(единый для всех вариантов);
' Kt, 9t — капитальные вложения и эксплуатационные расходы
в году /;
£нп — норматив для приведения к- исходному году разно-
! временных затрат; размер его принят равным 0,08;
—V — коэффициент приведения затрат, .произведенных через
нп' /лет, к исходному году (табл. 46).
Период суммирования ограничивается годом, за пределами ко-
торого технические параметры и условия эксплуатации в сравнивае-
мых вариантах становятся одинаковыми. Если в перспективе харак-
теристики вариантов различны, то период суммирования принимают
Таблица 46
Коэффициент приведения затрат к исходному году при ЕНп=0,08
Год, t 1 Год i 1 Год t 1 Год i 1
П+Ннп)'
1 0,926 6 0,630 И 0,429 16 0,292
2 0,857 7 0,584 12 0,397 17 0,270
3 0,794 8 0,540 13 0,368 18 0,250
4 0,735 9 0,500 14 0,340 19 0,232
5 0,680 10 0,462 15 0,315 20 0,214
219
равным не менее 15 лет и при этом в каждом варианте к сумме (V-2)
добавляется величина
г т
Э 1 у 1
гс|_£нп Т* (l+W J’
где 9tc — эксплуатационные расходы за последний год суммирова-
ния tc.
Стоимостными показателями не исчерпывается оценка конкурен-
тоспособных вариантов усиления пропускной способности устройств.
Необходим также всесторонний анализ натурных количественных
и качественных показателей работы железнодорожной линии: про-
изводительности труда, расхода топлива и электроэнергии, потребности
в дефицитных материалах, внедрения новой техники, потребности в кад-
рах, условий работы и быта работников железнодорожного транс-
порта, скорости перевозок, возможностей обслуживания населенных
пунктов и предприятий в районе тяготения железной дороги, эксплу-
атационной работы отдельных участков (унифицированный вес поездов,
интервалы между поездами и др.), затруднений при строительно-
монтажных работах на эксплуатируемых объектах, резервов пропуск-
ной и провозной способности и др.
Расчетные размеры грузового движения
Прежде чем наметить варианты усиления пропускной способности
того или иного устройства, необходимо определить его потребную про-
пускную способность на заданную перспективу, а именно расчетные
размеры движения, за которые целесообразно принять предусматри-
ваемые графиком в заданные годы эксплуатации линии. Размеры дви-
жения грузовых поездов определяют на основе планируемых грузо-
потоков. При этом число физических поездов Srarp, которое должно
быть проложено на графике, определяют по формуле
— гагр Иу0К + пСб
агр ( Г—^УСК— Гсб
365 I „сквдскв
\ 1ГР хгр
^уск । Г сб
ТускФуск [ТсбФсб
(V-3)
где /1гр, «уск> гесб — число сквозных, ускоренных и сборных
грузовых поездов;
Огр — коэффициент, учитывающий превышение
размеров движения в графике над средне-
суточными за год;
Г — общий грузопоток в грузовом направ-
лении в год, когда будет действовать
график движения, т;
Гуск, Гсб — то „же, подлежащий освоению соответ-
ственно ускоренными и сборными поез-
дами, т;
220
Тгр > Туск, Тсб — среднее соотношение веса нетто и
брутто соответственно сквозных, уско-
ренных и сборных поездов;
Qrp\ QyCK Qc6 — средний вес брутто соответственно сквоз-
ных грузовых, ускоренных и сборных
поездов.
Устанавливая размеры движения для того или иного участка,
важно правильно определить входящие в формулу (V-3) величины.
Наибольшие трудности представляет определение коэффициента агр.
Он должен учитывать месячную и в известной мере суточную (внутри-
месячную) неравномерность движения. Коэффициентом месячной не-
равномерности ам называется отношение средних размеров грузового
движения за сутки в месяце максимальных перевозок к среднесуточным
размерам движения в течение года. Суточную неравномерность авм
обычно определяют как отношение максимальных и средних размеров
движения за сутки в месяце максимальных перевозок.
Анализ данных отчетной формы ЦО-4 на десяти направлениях,
включающих 173 участка общей протяженностью более 15 тыс. км,
показал, что в месяце максимальных перевозок размеры движения
больше среднесуточных за год на 5 — 48%, а в месяце минимальных
перевозок меньше их на 3 — 48%, т. е. коэффициент месячной нерав-
номерности грузового движения меняется в пределах 1,05 — 1,48.
Распределение отношений суточных размеров грузового движения
в течение года и месяца максимальных перевозок к среднесуточным
размерам движения за год на большом полигоне сети (рис. 102) под-
чиняется нормальному закону. При некотором различии на однопут-
ных и двухпутных линиях общий диапазон колебаний размеров дви-
жения достигает одних и тех же пределов 0,6 — 1,6. Размеры дви-
жения в месяце максимальных перевозок выше среднемесячных за год
как на однопутных, так и на'двухпутных линиях примерно на 17%,
т. е. в среднем ам — 1,17. Размеры движения, предусматриваемые
графиками, больше среднесуточных за год на однопутных линиях на
28%, а на двухпутных—на 32%. Следовательно, средняя величина
коэффициента агр примерно 1,30. Она учитывает коэффициент месяч-
1 30
ной неравномерности 1,17 и внутримесячной (суточной) = 1,11.
Значит, практически используемая величина агр учитывает не весь
диапазон колебаний размеров движения, а только часть его. При этом
график не обеспечивает нитками поезда в те сутки, когда размеры гру-
зового движения превышают среднесуточные за год на 30%. Интеграль-
ные кривые, показывающие суммарное время реализации различных
действительных суточных размеров грузового движения (рис. 103),
позволяют заключить, что с размерами движения меньшими, чем;
среднесуточные за год | 1 |, как однопутные, так и двухпут-
ные линии работают около 50% времени года;
в средние сутки месяца максимальных перевозок |1,17 )
\ пг /
однопутные линии работают 81 %, а двухпутные 90% времени года;
221
to
Рис. 102. Распределение по времени (а) отношений
действительных суточных размеров движения к сред-
несуточным за год:
------однопутные линии;------— двухпутные линии
Рис. 103. Интегральные кривые распределения по вре-
мени отношений действительных суточных размеров
грузового движения к среднесуточным за год:
— однопутные линии;-------— двухпутные линии
в графике (— 1,30 ] , однопутные линии работают 95%, а
двухпутные 98% времени года.
Таким образом, при значении агр « 1,30 фактические размеры
движения превышают предусмотренные графиком на однопутных
лийиях 5% времени, или около 20 суток, а на двухпутных — 2%,
или до 10 суток в год. Конечно, статистическое исследование не учи-
тывает того, что на ряде направлений в некоторые периоды размеры
движения ограничивались наличной пропускной способностью, а по-
езда либо простаивали на станциях, либо отклонялись на кружные
направления. На конкретных направлениях коэффициент агр следует
определять, анализируя плановые грузопотоки и-организацию работы
в той перспективе, на которую рассчитывается пропускная способ-
ность. При расчетных значениях коэффициентов месячной и внутри-
месячной неравномерности размеров грузового движения
®гр — ^М®ВМ'
(V-4)
В перспективе в результате смягчения сезонности перевозок, по-
вышения ритмичности работы железных дорог, улучшения оператив-
ного регулирования движением поездов величина агр будет иметь тен-
денцию к снижению и приблизится к коэффициенту месячной нерав-
номерности перевозок ам.
Среднее соотношение веса поезда нетто и брутто, а также вес брутто
определяют, учитывая структуру грузопотоков, уровень отправитель-
ской маршрутизации, характеристики вагонного парка, длину стан-
ционных путей, весовые нормы, по формулам:
(V-5)
юо
(V-6)
гдетц (т)1(—процентное соотношение различных грузов в общем гру-
г]2, ••• > Лп) зопотоке (по весу), осваиваемом данной категорией поездов
(сквозных, ускоренных, сборных);
(Ф1, — доля каждого рода груза, перевозимая в отправительских
Ф2,..., <рп) маршрутах;
Уг (?1> — соотношение среднего веса вагона нетто й брутто, зависн-
ув, ..., уп) щее от рода груза и характеристики вагонного парка [7];
Qi(Qi,— вес поезда при перевозке каждого рода груза в отправи-
Q2...Qn) тельских маршрутах:
Qi = Pt Vn - 50) < QP;
(V-7)
223
Фнем — средний вес поезда при перевозке грузов, не охваченных
отправительской маршрутизацией:
Фнем = Рнем Gn 50) Qpj (V-8)
Pi (Pi» — погонная нагрузка для различных грузов и характеристик
Рн > Рп) вагонного парка;
Рнем — средняя погонная нагрузка при перевозке грузов, не ох-
ваченных отправительской маршрутизацией:
Рнем
(V-9)
/п — ограничивающая полезная длина приемо-отправочных
станционных путей, м;
Qp — расчетный вес поезда по силе тяги локомотива, т.
Левые части неравенств (V-7) и (V-8) определяют вес поездов по
длине приемо-отправочных путей. Когда он превышает Qp, к расчету
принимают последний. Если, кроме груженых поездов, необходимо
учитывать и пропуск в грузовом направлении поездов, сформирован-
ных из порожних вагонов, то к полученной по формуле (V-З) величине
5лгр надо добавить количество последних лпор, исходя из планируемого
потока и длины составов, равной полезной длине приемо-отправочных
путей на станциях:
ДГП°Р
^пор = апор “ ~ ’ (V-10)
тпор
где No°p — среднесуточный поток порожних вагонов;
Щдор — число вагонов в порожнем составе по ограничивающей
длине приемо-отправочных путей на станциях;
“пор — коэффициент, учитывающий превышение среднесуточ-
ных за год размеров движения порожних поездов (как
правило, он равен агР).
Аналогично рассчитывают размеры движения в порожнем направ-
лении: Расчетные значения соотношений веса вагона нетто и брутто
у и погонных нагрузок р, установленные в зависимости от параметров
и конструктивных размеров большегрузных вагонов, поступающих
на сеть в последние годы, а также распределения их под перевозку от-
дельных родов грузов с учетом намечаемых в последующем изменений
в структуре вагонного парка [7], приведены в табл. 47. Расчеты, вы-
полненные при изменении количества четырех-, шести- и восьмиосных
вагонов в составе от 5 до 95%, показали, что величина у при одном и
том же коэффициенте использования грузоподъемности вагонов X
меняется столь незначительно (в пределах 1%), что практически ее
можно принимать неизменной.
224
Вместе с тем значение у, за-
висящее от X (рис. 104), раз-
лично для разных грузов.
Увеличение числа шести- и
восьмиосных вагонов существен-
но влияет На величину погонной
нагрузки р. При среднесетевом
использовании грузоподъемно-
сти вагона она у шести осн ого
полувагона на 25%, а у восьми-
осного — на 36% больше, чем у
четырехосного. Это обусловли-
вает увеличение погонной на-
Рис. 104. Соотношение весов вагона нет-
то и брутто в зависимости от коэффици-
ента использования грузоподъемности Я
грузки в перспективе при повы-
шении удельного веса шести- и восьмиосных вагонов для ряда грузов.
В табл. 47 погонные нагрузки даны исходя из грузоподъемности четы-
рехосных крытых, платформ и полувагонов 62 и 63 т. Если учесть имею-
щиеся в рабочем парке вагоны грузоподъемностью 60 т и менее, то
погонные нагрузки для всех грузов, кроме угля и руды, следует сни-
зить на 0,2 т. В приближенных расчетах для средних условий погон-
ные нагрузки можно принимать: для всех грузов (в среднем) 5 т/м;
для тяжеловесных, перевозимых в четырехосных вагонах, — 6 т/м,
в Гшестиосных — 7,6 т/м, в восьмиосных — 8,3 т/м; для легковес-
ных — 4 т/м.
Пример. Общий плановый грузопоток двухпутной линии .Г = 56 млн. т,
причем 1,1 млн. т осваивается ускоренными и 1,6 млн. т сборными поездами.
Коэффициент, учитывающий превышение размеров движения в графике над фак-
тическими среднесуточными за год, определенный анализом перспективных дан-
ных по грузопотокам, агр — 1,20. Структура грузопотока, размеры отправитель-
ской маршрутизации и другие данные и расчетные показатели приведены в
табл.- 48. Ограничивающая длина приемо-отправочных путей на направлении
1050 м. Расчетный вес грузового поезда по силе тяги локомотива на расчетном
подъеме Qp = 5000 т, вес ускоренного поезда QpCK = 3000 т, сборного Q'6 =
- 4000 т.
Определяем среднее соотношение веса нетто и брутто сквозных и сборных
поездов (структура грузопотока в сборных поездах та же, что и в сквозных).
п П‘
Предварительно устанавливаем значение S Ш (см. табл. 48, графа 6). По формуле
r=i yi
(V-5) подсчитываем
„скв. сб _ *00
Yrp 153,7
= 0,651.
Предположив, что с ускоренными поездами следуют грузы, отнесенные к
прочим, принимаем ууок ~ 0,60. По данным граф 7 и 8 определяем
61,52
Рием=у£~^-=4,36 т/м,
а также
Qhbm = 4,36 (1050 — 50) = 4360 т.
8 Зак. 984
225
Таблица 47
Соотношение среднего веса вагона нетто и брутто у и погонные нагрузки р
Грузы 1975 г. Увеличение числа шести -и восьмиосных вагонов Соотношение веса ваго- на нетто и брутто, у
Доля шести- н вось- миосных вагонов % В том числе Р, т/м в 1,5 раза в 2 раза
шестиосных восьмиосиых 1 Доля шести о с- ных вагонов, % Доля восьмиос- ных вагонов, % Р, т/м Коля восьмиос- । ных вагонов, % Р, Т/м Доля шестиос- ных вагонов, % Доля восьмиос- ных вагонов, % р, т/м * Дойя восьмиос- ных вагонов, % р, т/м
Каменный уголь и руда 18 12 6 6,08 12 15 6,31 27 6,43 12 24 6,56 36 6,66 0,72
Кокс 18 12 6 4,79 12 15 4,97 27 5,07 12 24 5,17 36 5,25 0,65
Нефтяные — — — 6,06 —— — 6,06 — 6,06 — — 6,06 — 6,06 0,68
Металл 15 10 5 5,98 10 13 6,15 23 6,26 10 20 6,37 30 6,48 0,72
Лесные 14 9 5 4,90 9 12 5,06 21 5,16 9 19 5,21 28 5,30 0,66
Минерально-строитель- ные материалы (с учетом цемента) 10 7 3 5,85 7 8 6,00 15 6,09 7 13 6,14 20 6,22 0,72
Хлебные — — — 5,30 — — 5,30 —' 5,30 — — 5,30 — 5,30 0,72
Минеральные удобрения (без химических грузов) 4 3 1 5,65 3 3 5,71 6 5,75 3 5 5,78 8 5,82 0,72
Прочие (включая хими- ческие) < — — — 4,08 — — 4,08 — 4,08 — — 4,08 — 4,08 0,60
Таблица 48
Данные и расчетные величины к примеру определения среднего веса
поезда и размеров грузового движения на линии
Грузы Грузо- поток Тг Pj, Т/м п 1=1 1 & ^1 ST* (?<Ь— 1) Pj Qz, т п
&
еН1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Каменный уголь 18,8 0,90 0,72 6,08 26,1 2,61 0,430 5000 0,00470
Лес 15,0 0,85 0,66 4,90 22,7 3,41 0,697 4900 0,00394'
Минерально-стро- 11,9 0,60 0,72 5,85 16,5 6,62 1,131 5000 0,00198
ительные матери-
алы
Хлебные 7,5 0,80 0,72 5,30 10,4 2,08 0,392 5000 0,00167
Прочие 46,8 0,40 0,60 4,08 78,0 46,8 11,470 4080 0,00765
Всего 100 — — — 153,7 61,52 14,120 — 0,01994
Средний вес сквозного грузового поезда составит
100
«р "-----/----ГЙ5Ц—4511 ’•
0,Ю1 (0.01994+—
Ограничения веса ускоренного н сборного поездов полезной длиной приемо-
отправочных путей нет. Определяем расчетные размеры грузового движения:
3«ГР — П £рВ + Пуск + Псб —
1,20 / 56 — 1,1 — 1,6 , , , 1,1-10’ , 1,6-10’ \
----(----------------10*+ —:--------!--------------1 = 64 поезда
365 к 0,651-4511 0,6-3000 0,651-4000 )
Расчетные размеры пассажирского движения
Расчетное число дальних и местных пассажирских поездов, прокла-
дываемое на графике движения, определяется по формуле, аналогич-
ной (V-3):
ПС /
„ I и _ _^£Р I I ^пс
— гаск + ^пс I , , + . ,
Зоэ хТск^Ск Тпс&по
(V-11)
гдеиск,ппс — число соответственно скорых и пассажирских поездов;
а?р — коэффициент, учитывающий неравномерность пассажи-
ропотоков в течение года;
Пск, Япс — пассажиропотоки (количество пассажиров в год), ос-
ваиваемые соответственно скорыми и пассажирскими
поездами;
8*
227
Z>CK, ^пс — количество мест в составе скорого и пассажирского по-
ездов (зависит от композиции составов, числа вагонов
и их вместимости);
Тек» Тпс — коэффициенты занятости мест в скорых и пассажирских
поездах в месяце интенсивных перевозок.
Коэффициент <%гр — отношение пассажиропотока в месяце мак-
симальных пассажирских перевозок к среднему пассажиропотоку за
месяц в течение года. Анализ показал, что в среднем на сети в прямом
сообщении он составляет 1,45, а на отдельных дорогах и направлениях
колеблется в значительных пределах. Для конкретных железнодорож-
ных линий величину а?р следует определять, анализируя плановые
пассажиропотоки и условия организации пассажирского движения
в перспективе, для которой определяется потребная пропускная спо-
собность. На пригородных участках число пригородных поездов в каж-
дой зоне определяют по формуле
~приг J7
п =_________гр j приг _ , (V-12)
ППРИГ 365&приг (14-7приг) ( '
где а?рИГ — отношение потока пригородных пассажиров в месяце
наиболее интенсивных- перевозок к среднемесячному
пассажиропотоку за год (коэффициент месячной не-
равномерности пригородного движения);
77приг — пассажиропоток, осваиваемый пригородными поездами в
течение года;
&приг — количество мест в пригородном поезде в зависимости
от композиции составов, числа и вместимости ваго-
нов;
1 4- уприг — коэффициент допустимой перенаселенности пригород-
ного поезда (с учетом пассажиров, едущих стоя) в
период интенсивных перевозок; устанавливается исхо-
дя из дальности пригородного сообщения, скорости двц;
жения, зонности графика и типа подвижного состава.
Пригородные пассажиропотоки изучают дифференцированно: по
зонам, периодам года, дням недели (рабочим, выходным) и часам суток.
Характерно для пригородных участков резкое падение пассажиропото-
ка по мере удаления от головной станции, что вызывает необходимость
разработки зонного графика движения. В месяце максимальных пере-
возок (как правило, июле) пригородные пассажиропотоки на желез-
ных дорогах больше, чем в среднем за месяц в течение года, на
15—20%, а на отдельных участках в крупных узлах — на 80% [5], [6].
Значительны колебания пригородных пассажиропотоков по дням
недели и часам суток. Например, отправление пригородных пасса-
жиров из Москвы в период «пик» с 16 до 19 ч в рабочий день соста-
вляет 36% общего отправления за сутки. Аналогично прибытие в
Москву в рабочие дни с 6 до 9 ч концентрируется до 45% общего при-
бытия за сутки.
Результаты изучения пригородных пассажиропотоков на конкрет;
ных участках являются основанием для установления пригородных
228
зон и интенсивности движения на них, предусматриваемой в графике
по сезонам года, дням недели и часам суток. Исходя из этого с учетом
перспективы и определя'ется величина а”рИГ- На специализированных
пригородных участках, кроме суточных, устанавливают потребные
размеры движения в часы «пик». Что касается величины уприг, то ее
определяют исходя из следующих соображений [5]. Если считать, что
пассажир должен получить место для сидения не позднее чем через
15 мин, то при средней продолжительности поездки 0,6 ч стоя может
ехать количество пассажиров не более 50% числа мест для сидения.
Следовательно, для первой зоны величина упрИЕ, не должна превышать
0,5, а для дальних зон уприг = 0.
Пример. Пассажиропоток 2 млн. пассажиров в год. В скорых поездах их
перевозится 70% и в пассажирских 30%, а{?с = 1,3. Средний коэффициент за-
нятости мест в месяце интенсивных перевозок во всех видах поездов 0,9,
композиция составов н количество мест в них приведены в табл. 49.
Таблица 49
Композиция составов
Вагон Мест в вагоне Вагонов в со- ставе поезда Мест в поезде
скорого пасса- жирского скором пасса жирском
Жесткий плацкартный 58 4 8 232 464
Жесткий купейный 38 4 5 152 190
Мягкий II категории 32 3 1 96 32'
Мягкий I » 18 1 — 18 —
Всего — 12 .4 498 686
Таблица 50
Расчет размеров пригородного движения
Зона Пассажиро поток в одном направлении, мли чел В ГОД ^приг’ Размеры движения в месяце максимальных перевозок при агрИГ* =1,2, паР ПоезД°в
в сутки в часы «пик»
Отправление с головной станции с 16 до 19 ч Прибытие на головную станцию с 6 до 9 ч
I 14,4 0,5 30 и 13
II 9,0 0,3 22 8 10
III 5,3 0,1 15 6 7
IV 4,0 0 13 5 6
229
Расчетное количество поездов
„„ , 1,3 /2.10е.0,7 , 2-106-0,30 \
2ппс-пск+«пс- 365 0 9 498 + 0,9-686 j = 14>6~15
Практически следует предусмотреть 11 скорых и 4 пассажирских поезда.
В табл. 50 приведены исходные данные и результаты расчета размеров дви-
жения пригородных поездов на участке с четырьмя пригородными зонами. При-
нято: электропоезда ЭР1 десятивагонные с числом мест для сидения 6Приг =
= 1056, отправление пассажиров с головной станции в период «пик» 36% суточ-
ного, прибытие 46%.
2. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ УЧАСТКИ (ПЕРЕГОНЫ)
Потребная пропускная способность
При известных расчетных размерах движения потребная пропуск-
ная способность железнодорожного направления (участка) по перего-
нам в поездах (парах поездов) параллельного графика составит
^потр Ф^71гр 8пс И'пс “1“ 8Пр Идриг (®уск 1) ^уск Н~
+ (8сб — 1) псб + 2ПДОП’ (V-I3)
где 2пгр — расчетное число грузовых поездов, включая ускоренные
пуск и сборные п eg, с порожними вагонами, хозяйствен-
ные и др.;
2«5с — то же, дальних и местных пассажирских поездов всех
категорий;
Пщ)ИГ — то же, пригородных поездов;
8ПС, епр, — коэффициенты съема соответственно пассажирских,
8уСК, есб пригородных, ускоренных и сборных поездов;
Ф — коэффициент (больше 1), учитывающий потери про-
пускной способности в связи с вероятными отклоне-
ниями перегонных времен хода грузовых поездов от
расчетных;
2пд0п — дополнительные потери в пропускной способности уча-
стка, которые вызываются предоставлением времени
(в виде «окон» или «разрядки» в движении поездов) для
ремонта и содержания пути, контактной сети и др., если
эти работы выполняются в период'максимальных пере-
возок, и потери в использовании перегонов из-за отка-
зов (недостаточной надежности) технических средств.
Из-за объективных причин (различия в сопротивлении движению,
силе тяги локомотивов и др.) отклонения фактических времен хода
поездов по перегону от предусмотренных графиком распределяются по
нормальному закону (рис. 105). Наибольшие отклонения как в сторону
уменьшения (нагон), так и в сторону увеличения (опоздание) достига-
ют примерно 18%, среднее же квадратичное отклонение составляет 6—
7%. Это означает, что у 84% поездов фактическое время’хода по перего-
ну меньше, чем /гр (1 + 0,07), где /гр — время хода, предусмотренное
23G
графиком. На электрифицированных ли-
ниях отклонения перегонных времен
хода из-за падения напряжения могут
достигать более значительных величин
(иногда 25—30%). Очевидно, что их
нельзя принимать в расчет, так как это
говорит о недостаточной мощности энер-
госнабжения, чего не должно быть
после усиления пропускной способности
линии. Если известно вероятное откло-
нение перегонного времени хода поезда
от расчетного d (в %), то коэффициент
<р, учитывающий потери пропускной
способности, можно найти цз выра-
жения
Рис. 105. Распределение откло-
нений в % времени хода грузо-
вых поездов по перегонам от
графика на основании данных:
-------теоретических;---------экспе-
риментальных; N — число случаев
ф=1 + Л^-0,5,
юот
где — время хода по ограничивающему элементу, приходящееся
на пару поездов на однопутной и один поезд на двухпутной
линии;
Т — время занятия ограничивающего элемента парой поездов
(поездом);
0,5 — коэффициент, который учитывает, что в каждом периоде
графика половина поездов может иметь отклонения времени
хода в большую сторону (опоздания).
Если на однопутной линии Т = 40 мин; /х = 36 мин (4 мин — станционные
интервалы); d = 7%, то <р = 1 + 0,5 = 1,032. На двухпутной линии
7*8
?х = Т — /р, поэтому, например, при /р = 8 мин; d — 7% <р = 1 + 0,5=
100 • 8
= 1,035.
Таким образом, если учитывать лишь среднеквадратичное отклоне-
ние времен хода грузовых поездов, то можно считать, что <р = 1,04.
В общем случае, имея в виду, что отношение-у5-на однопутных и двух-
путных линиях, не оборудованных автоблокировкой, близко к 1, а на
двухпутных с автоблокировкой равно 1, можно принять
ср = 1 + 0,5 d. (V-14)
Значение 2 пдоп определяется временем Т0, которое предоставляет-
ся для ремонта и содержания устройств пути, контактной сети и др.
на перегонах в период максимальных перевозок, и Та, теряемым за
суточный период для пропуска поездов из-за отказов технических
средств, т. е.
дин
231
«Окна» для капитального ремонта, реконструкции пути и других
устройств в период максимальных перевозок, как правило, не предо-
ставляют. Подобные раббты планируют и выполняют в летние месяцы
до наступления этого периода, а для расчета S пдоп преимущественно
берется время, необходимое для текущего содержания устройств. Сов-
местными исследованиями отделения эксплуатации железных дорог и
механизации и организации путевых работ ЦНИИ МПС выведены фор-
мулы для расчета времени на текущее содержание пути и контактной
сети на двухпутных участках:
линии с дизельной и паровой тягой
То = а (15 —/р), (V-15)
причем при /р 15 мин То = 0;
электрифицированные линии
= (Ткс + ^р) [1 — 0,1(15— /р)] + а (15 - /р) > Т'кс + /?ГРР, (V-16)
где Ткс — время, необходимое для текущего содержания контактной
сети (зависит от местных условий, но не менее 60 мин);
/°рр — время хода грузового поезда по максимальному перегону
участка;
a — величина, зависящая от типа верхнего строения пути:
Рельсы Балласт
Р75, Р65 Щебень 1
Р75 Гравий /
Р65, Р50 Гравий i
Р50, Р43 Щебень /“
Рельсы Балласт
Р38, Ш-а Щебень
Р43, Р38 Гравий
Р50, Р43 Крупный песок
Р50 Мелкий »
Таким образом, при /р = 8 мин, а = 8 для двухпутных линий с дизельной
тягой То = 8 (15 — 8) = 56 мин = 0,93 ч; для электрифицированных линий
при тех же условиях и Гко = 60 мин, ^рр = 25 мин То — (60 + 25) [1 —
— 0,1 (15 — 8)] + 8 (15 — 8) = 82 мин = 1,37 ч.
На однопутных участках с дизельной и паровой тягой время на те-
кущее содержание пути (работы выполняются в промежутках между
поездами противоположного направления) То = 0, на электрифици-
рованных оно зависит от местных условий.
Исследования влияния надежности технических средств на исполь-
зование наличной пропускной способности показали [8], что по мере
заполнения пропускной способности потери времени Та из суточного
бюджета для пропуска поездов из-за отказов быстро возрастают. На
грузонапряженных двухпутных линиях при существующих условиях
эксплуатации, содержания и ремонта технических устройств они дости-
гают 20% наличной пропускной способности. Причинами отказов слу-
жат как конструкционные недостатки, так и несовершенство или нару-
шение технологии эксплуатации технических устройств. Эти причины
требуют всестороннего изучения и анализа. Однако уже на данном
этапе можно отметить, что уровень надежности технических средств и
системы эксплуатации их (который, безусловно, надо повышать) дол-
жен найти отражение в расчетах необходимых резервов пропускной
232
способности. В доле потребной пропускной способности величина
2 «дол составляет
2пдоп = 2^±2к„потр. (V-17)
Подставив выражение (V-17) в (V-13) и решив последнее уравнение
относительно ппотр, получим
<р2ягр+еПс лПрИГ-}-(буск 1)яуск+(есб Оясб ,,т 1О.
^лотр= ’ (V-1O)
J i О~Г-< п
24
где сумма То + Тп выражена в ч.
Пример. Snrp = 73; = 15; пприг = 5; пуск = 2; псб~ 2 пары по-
ездов: ®п0 = 2,2; ®пр=^2,1; ®уск == 2,0; есб=2,5, <р — 1,04; J_22hZk=0,2.
Приведенные размеры движения составят 73+ 2,2 • 15+ 2,1 • 5 +
+ (2 — 1) 2 + (2,5 — 1) 2 = 121,5, а потребная пропускная способность
«потр =7= 1,04 'J3^48'5 = 156 паР поезД°в-
Резерв в пропускной способности » 22%.
156
В практике проектирования резерв пропускной способности не рас-
членяют по элементам, а нормируют в Строительных нормах и правилах
проектирования железных дорог (СНиП). В новые СНиП ЦНИИ МПС
на основе своих исследований рекомендует резерв т)р, равный для од-
нопутных 25% и для двухпутных линий 23% максимальной пропуск-
ной способности. При установленном нормативе резерва потребная
пропускная способность линии по перегонам определяется по формуле
2«гр+ епс 2nnc+enp пприг+(еуск 1) Пуск+(есб-1) «сб (V-19)
^потр= J 7 ' ' 7
1 Чр
Мероприятия по усилению пропускной и провозной способности
Для выбора мероприятий по развитию участков линии необходимо
знать характеристики тяговых средств и вагонного парка, которые
можно применить для выполнения перевозок в рассматриваемой пер-
спективе. Каждому варианту этих средств соответствуют определенные
расчетные размерь^ движения и потребная пропускная способность.
Последняя же определяет возможный набор вариантов развития по-
стоянных устройств из тех, которые обеспечивают планируемые раз-
меры перевозок. Таким образом, в общем виде задача сводится к ком-
плексному рассмотрению и сравнению вариантов развития участков
как усилением постоянных устройств, так и изменением видов тяги,
типов локомотивов и вагонов, а также способов организации движения
поездов. Очень важно выбрать наиболее целесообразную последова-
233
тельность мероприятий для этапного увеличения пропускной и про-
возной способности однопутных линий, которые составляют 70% про-
тяжения сети и выполнйют более половины перевйзок.
Исследования ЦНИИ [9], МИИТ [10] и других научных и проект-
ных организаций показали, что первый этап — это замена эксплуати-
руемых локомотивов на более мощные и экономичные и удлинение
станционных путей. Замена электровоза ВЛ23 на ВЛ8 или ВЛ 10,
ВЛ60 на ВЛ80к, тепловоза ТЭЗ на 2ТЭ10 позволяет при необходимом
удлинении станционных путей поднять весовую норму грузовых по-
ездов более чем на 30%, увеличить скорость и провозную способность
линии, что сопровождается снижением приведенных расходов на еди-
ницу перевозок.
На следующем этапе эффективно оборудовать участки диспетчер-
ской централизацией (ДЦ) и построить двухпутные вставки или при-
менить частично пакетный график движения поездов (с необходимым"
увеличением числа приемо-отправочных путей на станциях). Экономи-
ческая целесообразность того или иного из этих мероприятий зависит
от потребных размеров перевозок, стоимости строительства двухпутных
вставок и др. По сравнению с линией, оборудованной полуавтомати-
ческой блокировкой, ДЦ и двухпутные вставки протяженностью 50%
длины участка позволяют в наиболее типичных условиях повысить
пропускную способность на 70—100%, увеличить участковую скорость
(организовав безостановочные скрещения поездов) на 32—36% и сокра-
тить количество остановок на 85—90%. Частично пакетный график при
ДЦ дает прирост пропускной способности на 40—70%, участковой
скорости на 8—13% и сокращение количества остановок на 25—30%.
Следует отметить, что перевод однопутной линии на электрическую
тягу до строительства вставок второго пути выгоден в определенной
сфере, которая в основном зависит от стоимости электрификации, со-
оружения вторых путей, электроэнергии и топлива для тепловозов.
Электрификацию в конкретных условиях следует обосновать детальным
технико-экономическим расчетом.
В последние годы стали применять способ увеличения провозной
способности линий организацией движения соединенных (сдвоенных,
строенных) поездов. Его можно использовать как оперативную меру
в периоды предоставления «окон» для ремонтно-строительных работ и
как постоянное мероприятие для освоения перевозок в условиях нор-
мальной эксплуатации' линии [11]. Объединение поездов в период «ок-
на» уменьшает потребное количество ниток графика для пропуска задер-
жанного поездопотока. Так как приемо-отправочные пути не вмещают
соединенные поезда, они следуют по участку безостановочно в одном
направлении до момента разъединения перед участковой станцией.
Исследования показали, что при небольших размерах движения про-
пуск сдвоенных поездов сокращает простой (в расчете на одиночный
поезд) в 1,5—2 раза. При размерах движения, которые могут быть
реализованы только с применением частично пакетного графика, про-
стой в случае сдваивания поездов сокращается в 3—3,5 раза. Пропуск
поездов сдвоенными при капитальном ремонте пути на однопутных
участках в «окно» продолжительностью 4 ч позволяет снизить общие
234
расходы на перевозки на 150—450 руб. на 1 км в год (в зависимости
от размеров движения).
Организация обращения соединенных (сдвоенных) поездов в ка-
честве меры постоянного усиления провозной способности однопутных
линий требует строительных затрат на удлинение приемо-отправочных
путей до двойной нормы на части промежуточных раздельных пунктов,
а также на строительство двухпутных вставок на перегонах, примыкаю-
щих к участковым или сортировочным станциям, для объединения
и разъединения поездов. Вместе с тем пропуск части поездов сдвоенны-
ми уменьшает общие размеры движения, от чего сокращается коли-
чество остановок поездов для обгонов и скрещений и увеличивается
участковая скорость. Прирост провозной способности участка при со-
оруженци двух вставок и удлинении приемо-отправочных путей на
50% промежуточных станций составит примерно 40%. Участковая
скорость при этом уменьшится незначительно, так как количество
ниток и число стоянок поездов на графике практически не изменится.
Несколько уменьшится скорость лишь’от увеличения продолжитель-
ности на 2—6% станционных интервалов и соответственно стоянок.
Если же сравнивать графики при организации движения сдвоенных и
обычных поездов для пропуска одинакового грузо- и пассажиропотока,
то в первом случае при соответствующем уменьшении числа ниток ко-
личество остановок снижается пропорционально величине 1 + 0,45 <р,
а участковая скорость повышается в 1 + 0,5 ф раз, где ф — отно-
шение числа ниток на графике для сдвоенных поездов к общему
их количеству для грузового движения. Так, при пропуске по соот-
ветствующим образом оборудованному участку вместо 20 одиночных
только 15 грузовых поездов, из которых 5 сдвоенные (ф = -^г== 0,33),
количество остановок на пару поездов снизится в 1,15 раза, а
участковая скорость повысится в 1,16 раза. Некоторое несоответст-
вие цифр объясняется уменьшением средней продолжительности
стоянки в результате снижения загрузки участка поездами. При посто-
янном грузообороте обращение сдвоенных поездов обеспечивает эконо-
мию приведенных расходов 1,5—2,5 тыс. руб. на 1 км в год. При этом
строительство двухпутных вставок и удлинение путей на части стан-
ций эффективно при пропуске не менее 15—20% поездов сдвоенными.
Приведенные расходы при этапном развитии однопутной линии и
темпах роста перевозок 0,5—1,0 пара грузовых и 0,2—0,5 пары пасса-
жирских поездов в год, когда в него включен этап обращения сдвоенных
поездов, на 1,5—2% меньше, чем при сооружении вставок второго
пути для безостановочных скрещений поездов. Из-за сравнительно
небольшой разницы в приведенных расходах нельзя утверждать, что
организация обращения сдвоенных поездов в системе мероприятий по
развитию пропускной способности безусловно целесообразна. Однако
нет сомнения в том, что необходима проектная проработка этого ва-
рианта для конкретных условий и сравнение его с другими конкуренто-
способными вариантами.
Основные способы усиления пропускной и провозной спбсобности
участков двухпутных линий', оборудование их более совершенными
235
средствами связи при движении поездов — автоблокировкой и диспет-
черской централизацией; удлинение станционных путей и повышение
весовых норм поездов' при эксплуатации более мощных локомотивов;
электрификация; строительство вставок третьего и четвертого главных
путей для организации безостановочных обгонов грузовых поездов пас-
сажирскими; строительство сплошного третьего пути, сооружение раз-
гружающей линии.
Автоблокировка и диспетчерская централизация повышают пропус-
кную -способность по сравнению с полуавтоматической блокировкой
(с постами) в 1,7—2,2 раза (при /р = 8 мин). Удлинение станционных
путей и введение более-мощных локомотивов позволяют увеличить
провозную способность пропорционально повышению весовых норм,
так же как и на однопутных линиях; электрическая тяга взамен
дизельной—кроме того, даст возможность значительно увеличить ско-
рости движения if сократить межпоездные интервалы с 10 до 8 мин при
неизменном размещении сигналов автоблокировки и до 6 мин при из-
менении расстояний между ними. Станционные пути на промежуточ-
ных станциях также можно удлинять поэтапно (в определенной оче-
редности),-особенно если темпы роста перевозок сравнительно невели-
ки. Это позволит экономнее расходовать средства, что очень важно,
так как, по расчетам Гипротранстэи, примерно 60% средств на удли-
нение путей относится к промежуточным станциям.
Для увеличения провозной способности так же, как и на однопут-
ных линиях, применяют организацию обращения соединенных поездов.
Особенно распространено это как оперативная временная мера при ре-
монтно-строительных работах с предоставлением «окон», что позволяет
повысить провозную способность временно однопутного перегона
в 1,5—1,6 раза по сравнению с обращением одиночных поездов. При
этом задержки поездов, вызванные «окном» продолжительностью 5 ч,
снижаются примерно в 1,5—1,8 раза, а продолжительностью 6 ч —
в 2—4 раза в зависимости от размеров движения на участке. Сдваи-
вание поездов увеличивает оптимальную продолжительность «окна»
до 5 ч вместо 4 ч при пропуске одиночных поездов по временно одн'о-
путному перегону, причем в первом случае связанные с выполнением
капитального ремонта пути приведенные расходы на 500—1800 руб.
на 1 км в год меньше, чем во втором.
Обращение соединенных поездов, как постоянная мера увеличения
провозной способности на двухпутных линиях, связано с изменением
технического оснащения участков. Для объединения и разъединения
их на перегонах, примыкающих к участковым и сортировочным; стан-
циям, необходимы специальные вставки главных путец в каждом
направлении движения, а для обгона пассажирскими (при непараллель-
ном графике) — удлиненные до двойной нормы пути на части обгон-
ных пунктов. На линиях с полуавтоматической блокировкой обращение
сдвоенных поездов может дать прирост провозной способности до 30—
40%. Однако по экономическим соображениям, учитывая расходы lia
техническое оснащение участков, более целесообразно на них соору-
жать автоблокировку. На двухпутных линиях с автоблокировкой по-
стоянное обращение сдвоенных поездов обеспечивает прирост провоз-
236
ной способности, если выпуск их на перегон и дальнейшее следование
осуществляются с интервалом, меньшим чем 2 /р (удвоенный расчет-
ный интервал). На электрифицированных линиях для обращения сое-
диненных поездов необходимо проверить мощность устройств энерго-
снабжения и, как правило, принять меры для их усиления.
Вариант обращения соединенных поездов по экономическим и экс-
плуатационным показателям следует сопоставлять с другими вариан-
тами, а также рассматривать как один из этапов в системе мер по ос-
воению непрерывно растущих размеров перевозок. Эффективность со-
оружения вставок третьего и четвертого путей, строительства сплош-
ного третьего пути и разгружающей линии еще недостаточно изучена
в практическом отношении, хотя методические рекомендации ее опреде-
ления есть. В частности, сравнение вариантов сооружения вставок
третьего и четвертого путей и сплошного третьего пути показало, что
первый, обеспечивая безостановочные обгоны грузовых поездов пас-
сажирскими, имеет лучшие эксплуатационно-экономические показа-
тели.
Дальнейшему росту пропускной и провозной способности как од-
нопутных, так и двухпутных линий, улучшению эксплуатационно-
экономических показателей их работы будет способствовать внедрение
локомотивов повышенной мощности с увеличенными осевыми нагруз-
ками. В ближайшей перспективе на дороги поступят тепловозы мощ-
ностью 4 и 6 тыс. л. с. в секции и электровозы мощностью 7—8 тыс кВт.
Будут повышены осевые нагрузки уже эксплуатируемых серий тепло-
возов ТЭ10 до 23 тс и электровозов ВЛ10 и ВЛ80к до 25 тс, что позво-
лит, увеличив сцепной вес, поднять расчетные весовые нормы грузовых
поездов на 7—8% (табл. 51) В дальнейшем нагрузки локомотивов от
оси на рельс, по-видимому, достигнут 27—30 тс.
Таблица 51
Расчетный вес поезда по силе тяги локомотива, т
Локомотив Расчетный подъем, °/0О
5 6 7 8 9 10 11 12
ТЭЗ (две секции) 6100 5200 4500 4000 3600 3250 2950 2700
2ТЭ10 8250 7050 6100 5400 4900 4400 4100 3750
ВЛ23 5050 4350 3850 3450 3100 2800 2600 2350
ВЛ8 6800 5800 5100 4600 4100 3750 3450 3150
ВЛ10 6800 5800 5100 4600 4100 3750 3450 3150
ВЛ60к 5350 4600 4050 3600 3250 2950 2700 2500
ВЛ80к 7000 6000 5250 4700 4250 3800 3550 3250
Очень важная задача — перевод подвижного состава на габарит Т
и повышение осевых нагрузок вагонов. Полувагон с нагрузкой от оси
на рельс 25 тс обеспечивает погонные нагрузки до 10—11 тс/м, что поз-
воляет организовать обращение маршрутов с тяжелыми грузами (уголь,
руда) весом 9—11 тыс. т на направлениях, где длина приемо-отправоч-
ных станционных путей 850—1050 м.
237
Таблица 52
Пропускная способность линии при параллельном графике
и разных средствах связи для движения поездов
Двухпутная I Однопутная
Средства связи
Пропускная способность, пар поездов и %
Полуавтоматическая блокировка 22 24 26 28 30 32 35
100 100 100 100 100 100 100
Автоблокировка без электри- 1.0 35 159 37 154 40 154 43 154 46 153 48 150 51 146
ческой централизации
стрелок 29 32 35- 37 40 43 45
= 7" —8 мин, К = 2 при ап 0,7 132 133 135 132 133 134 128
- 26 28 31 33 36 38 41
0,5 118 117 119 118 120 119 117
9 1,0 38 41 45 48 52 55 58
172 171 173 171 173 172 166
№ S Г = Г'~ 6 мин, 0,7 31 ’ 34 38 41 43 47 50
ТО га К = 2 при ап 141 142 146 146 143 146 143
S ч 0,5 27 30 33 36 39 42 45
га 123 125 127 129 130 131 129
я
Ф Д'
36 39 42 45 48 51 54
га Я 1,0 163 162 162 161 160 159 154
!' = !" = =8 мин, 30 33 36 39 42 45 48
sr S К —2 при ап 0,7 136 137 138 139 140 140 137
К 27 29 32 35 38 41 44
и ч 0,5 123 121 123 125 127 128 126
Двухпутные вставки 60 60 60 60 60 60 60
(7 = 24 мин) 272 250 230 214 200 187 171
Полуавтомата- Без постов 45 100 48 100 50 100 53 100 55 100 58 100 61 100
ровка С одним noefoM 80 84 88 92 96 100 104
на перегоне 178 175 '176 174 174 172 173
Автоблоки-
ровка
/р = 8 мин 180 400 180 375 180 360 180 340 180 327 180 ЗЮ 180 295
/р=6 мин 240 533 240 500 240 480 240 452 240 437 240 414 240 393
Примечание. Вторая строка —процент к пропускной способности при полуав-
томатической блокировке без постов на однопутных и двухпутных линиях.
238
Таблица 5
Провозная способность грузового поезда суточного обращения, млн. т в год
Груз V Р. Т/М 5 О' г1п млн т/год при /п=850 м Q, т Дп млн. т/год при ?п = 1050 м ги •& Г1п млн т/год при /п==1250 м
о 7 £ сч 7 7 £ о 7 И сч 7 и * 7 и о 7 и * еч 7 и * 7 и
Каменный уголь 6,08 4870 1,28 1,07 0,91 6080 1,60 1,33 1,14 7300 1,92 1,60 1,37
и руда 0,72 6,66 5330 1,40 1,17 1,0 6660 1,75 1,46 1,25 7980 2,09 1,75 1,50
Кокс 4,79 3840 0,91 0,76 0,65 4790 1,14 0,95 0,81 5750 1,37 1,14 0,97
Нефтяные 0,65 5,25 4200 1,0 0,83 0,71 5250 1,25 1,04 0,89 6300 1,49 1,24 1,07
0,68 6,06 4850 1,20 1,0 0,86 6060 1,50 1,25 1,07 7270 1,80 1,50 1,29
Металл 5,98 4800 1,26 1,05 0,90 5980 1,57 1,31 1,12 7170 1,88 1,57 1,35
- 0,72 6,48 5200 1,37 1,14 0,98 6480 1,70 1,42 1,22 7770 2,04 1,70 1,46
Лесные 4,90 3920 0,94 0,79 0,67 4900 1,18 0,98 0,84 5870 1,41 1,18 1,01
0,66 5,30 4240 1,02 6,85 0,73 5300 1,28 1,06 0,91 6360 1,53 1,28 1,09
Минерально- 0,72 5,85 4680 1,23 1,02 0,88 5850 1,54 1,28 1,10 7020 1,84 1,53 1,32
строительные материалы (с учетом це- мента) 6,22 4970 1,31 1,09 0,93 6220 1,63 1,36 1,16 7450 1,95 1,63 1-,40
Хлебные 0,72 5,30 4240 1,11 0,93 0,79 5300 1,39 1,16 0,99 6360 1,67 1,39 1,19
Минеральные 0,72 5,65 4520 1,19 0,99 0,85 5650 1,48 1,24 1,06 6770 1,78 1,48 1,27
удобрения (без химичес- ких грузов) 5,82 4650 1,22 1,02 0,87 5820 1,53 1,27 1,09 6980 1,83 1,53 1,31
Прочие (вклю- чая химиче- ские) 0,60 4,08 3260 0,71 0,59 0,51 4080 0,89 0,74 0,64 4900 1,07 0,89 0,77
Все грузы 5,0 4000 0,99 0,83 0,71 5000 1,24 1,03 0,88 6000 1,49 1,24 1,06
0,68 5,5 4400 1,09 0,91 0,78 5500 1,36 » 1,14 0,97 6600 1,64 1,36 1,17
Для сопоставления вариантов развития однопутных и двухпутных
линий можно использовать данные, приведенные в табл. 52. Провозные
способности за год, отнесенные на один предусмотренный для ежесу-
точного обращения грузовой поезд (табл. 53), определены по формуле
(V-20)
где Q — средний вес грузового поезда брутто, т; у — соотношение
веса нетто и брутто; ка — коэффициент неравномерности перевозок.
3. СТАНЦИИ
Потребная пропускная и перерабатывающая способность
Основные положения. Действие множества объективных факто-
ров — причина неравномерного в течение суток использования стан-
ционных устройств, что может вызвать продолжительные задержки
239
-поездов и составов при вводе в рассчитываемый парк станции, а иногда
и потери в использовании пропускной и перерабатывающей способно-
сти. Поэтому чтобы обеспечить устойчивую работу станций с высокой
степенью надежности, особенно в периоды сгущенного прибытия (от-
правления) поездов, станционные устройства должны иметь соответ-
ствующие резервы. Обычно надежностью считают вероятность безот-
казной работы какого-либо устройства в течение заданного срока служ-
бы. Под эксплуатационной надежностью комплекса расформирования
(перегоны — парк приема — горка) следует понимать вероятность
приема поездов без задержек на подходах в течение суток, а комплекса
формирования (вытяжные пути — парк отправления — перегоны) —
вероятность вывода сформированных составов без задержек. Задерж-
ка — это и есть отказ, но не технического, а эксплуатационного харак-
тера. Что касается отказов технических устройств (электрическая цент-
рализация стрелок, замедлители на горках и др.), то они вызывают
в среднем в сутки в течение месяца незначительные потери мощности,
не превышающие 1%.
Поскольку в течение месяца изменения размеров грузового движе-
ния подчиняются нормальному закону, среднесуточная их величина
может быть превышена за месяц 15 раз [28]. Поэтому если в сутки со
средними в течение месяца размерами движения будет обеспечена
100-процентная надежность работы комплекса, то в максимальные сутки
она будет значительно ниже, что вызовет серьезные эксплуатационные
затруднения; в меньшей мере затруднения будут за месяц иметь место
еще в течение 14 суток. Поэтому, рассчитывая потребную пропускную
способность, надо стремиться обеспечить 100% надежности работы
станции при расчетных размерах движения (которые могут быть пре-
вышены в течение максимального месяца не более двух раз), равных
пр 0,5 пмес (1 + ke), (V-21)
гделмес — размеры грузрвого движения в среднем в сутки в течение
месяца максимальных перевозок расчетного года;
kc — коэффициент внутримесячной неравномерности.
Потребная пропускная (перерабатывающая) способность станции
включает:
заданное число грузовых поездов (кроме сборных) в расчетные сут-
ки, которое превышается в максимальный месяц не более двух раз;
заданное число пассажирских и сборных поездов в эти же расчет-
ные сутки с учетом коэффициентов съема;
выраженную числом грузовых поездов часть пропускной способ-
ности, необходимую для текущего содержания и ремонта пути, гороч-
ного оборудования и других устройств (если на данной станции они
имеют место в расчетные сутки максимального месяца, требуют переры-
ва в работе устройства и не могут быть выполнены при простое этого
устройства по какой-либо причине, например из-за пропуска пассажир-
ских поездов), а также осуществления прочих постоянных операций;
резервы, обеспечивающие устойчивую работу станции при сгущен-
ном прибытии и отправлении поездов в отдельные периоды суток с рас-
240
четными размерами движения, которые могут быть превышены в мак-
симальный месяц не более двух раз.
Потребную и наличную пропускную способность станции можно
определять как при одинаковом, так и при разном числе пассажир-
ских и сборных поездов и времени для текущего содержания устройств.
В первом случае, имея в виду; что наличная пропускная способность
станций выражается в грузовых поездах при заданных числе пассажир-
ских и сборных поездов и времени для текущего содержания устройств,
с ней (рассчитанной без резерва) надо сопоставлять потребную
пропускную способность с резервом, но без части, учитывающей пас-
сажирские и сборные поезда и время для текущего содержания. Во
втором случае сопоставляются величины потребной и наличной пропуск--
ной, способности в поездах параллельного графика. Для путей, на-
пример, наличная пропускная способность определяется по формуле
1440m
*зан
где т — наличное число путей (кроме ходовых) в рассматриваемом
парке, используемых для грузовых поездов;
/зан — полное время занятия пути технологическими операциями
с одним грузовым поездом (с учетом "ввода и вывода), мин.
Исходные данные для расчетов получают в соответствии с Инструк-
цией по определению станционных и межпоездных интервалов, Руко-
водством по нормированию маневровой работы и другими норматив-
ными документами.
Пути. Исходная формула для определении пропускной способности
путей
Нп ~ Й-р (1 -ф рп ) “ф Ш 2СдсПцС -р Ш SEc6 И-С(5 ~ф /ЯНрем»
где Пр, пп0, исб— заданное число поездов соответственно грузовых
(кроме сборных), пассажирских и сборных в расчет-
ные сутки максимального месяца;
рп — потребный резерв в пропускной способности путей;
епс> есб — коэффициент съема пропускной способности пути
одним пассажирским и сборным поездом;
Прем — часть пропускной способности, необходимая для
выполнения текущего содержания, ремонта и выпол-
нения прочих постоянных операций;
т — требуемое количество путей в парке:
fti — Пд ^зан
1440
Совместное решение последних двух формул дает
Нц [1440 (Scncnnc -ф- Ssc6 Псб -ф Прем) ^зая-1 1440 Ир (1 -ф рп).
Прибавив к правой части последнего уравнения и отняв от нее ве-
личину Ир (1 -ф рп) (S впсипс -ф S еСбИсб -ф Прем) ^аан, после некото-
241
. (V-22)
пп = пр (1 + Рп) 1 +
рых преобразований получим расчетную формулу потребной пропус-
кной способности путей
(Ssne Лпс~Ь^есб ГСсбЧ-^ремУзан
1440 (Senc Ппо4~2есб гасб4"прем) ^зан
Съем пропускной способности пути пассажирским поездом рассчи-
тывается по формуле
/пс
snc = -7^- (V-23)
*зан
где /„ост — время перерыва в использовании пути или стоянки гру-
зового поезда сверх технологической нормы из-за пропуска
одного пассажирского поезда.
Съем пропускной способности пути сборным поездом определяется
также по формуле (V-23) с заменой числителя величиной /пост — время
перерыва в использовании пути, вызываемое одним сборным поездом.
Съем пропускной способности (в поездах), обусловленный текущим
содержанием и ремонтом устройств и выполнением прочих постоянных
операций (отстой составов пригородных поездов, стоянка групп мест-
ных вагонов и др.), составляет
прсм=^-, (V-24)
Гаан
где Трем—время занятия одного пути этйми операциями за сутки, мин.
Величины технических резервов для сортировочных устройств,
приемных путей сортировочных станций и приемо-отправочных путей
участковых станций приведены в табл. 54 и 55; для отправочных пар-
ков сортировочных станций при резерве ниток графика, обеспеченных
локомотивами, 10, 15 и 20% —соответственно 0,89, 0,72 и 0,58.
Эти резервы рассчитаны с использованием зависимостей, полученных
-обработкой методами математической статистики результатов модели-
рования на ЭВМ работы станций J29], и соответствуют 100% надежно-
Таблица 54
Резерв перерабатывающей способности сортировочных устройств
и пропускной способности путей сортировочных станций
Станционные устройства Загрузка горки
автоматизи- рованной 0,95/0,73 механизи- рованной 0,90/0,69 немеханизи- рованной * (вытяжки) 0,85/0,65
-Сортировочные устройства р0 0,05/0,37 0,11/0,45 0,18/0,54
Приемные пути рПп 0,74/0,35 0,62/0,30 0,53/0,25
Примечание. При размерах переработки: числитель—Десятого тода эксплуатации,
знаменатель—пятого года.
242
Таблица 55
Резерв пропускной способности путей участковых станций
Станционные устройства Число пассажирских поездов (числитель} и величина резерва рп (знаменатель)
Приемо-отправочные пути неузловых станций двухпутные линии однопутные линии Прнемо-отправочные пути узловых стан- ций Менее 20 20—30 Более 30
0,25 Менее 5 0,20 5—10 0,15 Более 10
0/5 Менее 25 0,30 25—40 0,25 Более 40
' 0,45 0,40 0,35
сти комплексов расформирования и формирования при расчетных раз-
мерах движения, которые превышаются в максимальный месяц не более
двух раз. При размерах переработки десятого года эксплуатации за-
грузку автоматизированных горок можно принимать равной 95%, ме-
ханизированных — 90% и немеханизированных — 85%. Формулы для
определения потребных технических резервов установлены следующим
образом. Величина потребного технического резерва сортировочной
горки [28]
pc = _J-----1, (V-25)
Тгор
где Vrop — технически допустимый уровень использования перераба-
тывающей способности горки в сутки с расчетными разме-
рами работы:
Y?op = 2,604—1,348 у™ — 0,00875 Яр; (V-26)
?пп — технически допустимый уровень использования пропускной
способности парка приема;
Hv — надежность работы комплекса расформирования в сутки
с расчетными размерами переработки.
При /7Р = 100% формула (V-26) принимает вид
КРоР = 1,729-1,348 у£п. (V-27)
Величина потребного технического резерва парка приема равна
рПп = —-----1, (V-28)
?пп
откуда
. (V-29)
1+рпп
243
Если формулу (V-29) подставить в выражение (V-27), а затем полу-
ченное у?Ор — в (V-25), то, решив его относительно рпп, получим
0,619—0,381ре
Рпп ~ 0,729+1,729рс
Для парка отправления потребный технический резерв равен
1
Роп —
(V-30)
(V-31)
гдеуоп — технически допустимый уровень использования пропускной
способности парка отправления:
= 0,829 + 0,01045 — 0,00406 tfp;
(V-32)
a£ — резерв локомотивного парка в сутки с расчетными размерами
движения.
Если формулу (V-32) при Нр = 100% подставить в выражение
(У-31), то
(V-33)
0,577—0,01045^
Роп~ ~
0,423 + 0,01045аР
При известных загрузке горки в десятый год эксплуатации у?ор ю и
темпе роста переработки тт на пятый год эксплуатации
*,Р
».р ’гор ю
г гор 5 —
0,05тт+1
(V-34)
Данные табл. 54 для пятого года эксплуатации соответствуют
тт — 6%.
Если влияние пассажирских и сборныхпоездов учитывать упрощен-
ным способом (см. п. 3 гл. II), то формулу для расчета потребной про-
пускной способности путей можно вывести следующим образом. С уче-
том выражения (V-23) формула (V-22) принимает вид
2лпс ^пост4~ 2«сб ^пост-!- Ярем ^зан
/1П = «р (1 + Рп) I 4“ —Г
1440 (2лпс /„оСТ + 2лсб /„ост + герем4ан)
, (V-35)
Коэффициент, учитывающий влияние пассажирских и сборных по-
ездов, равен
1440-2ппс^ст-2псб Ст
а_ __
откуда
2нис ^пост + 2псб /пост — 1440 (1—а).
244
После подстановки этого выражения в формулу (V-35), а также
С учетом ТОГО, ЧТО Премией = ^рем» ПОЛуЧИМ
(V-36>
Величины а определяют по приведенным в приложении графикам
(рис. 1—14).
Пример. Определим потребную пропускную способность приемо-отправоч-
ных путей для нечетного парка П -01 неузловой участковой станции на двухпут-
ной линии с автоблокировкой (см. рис. 66) при пр = 100, пПс = 19 псб = 2
и Т’рем ~ 0- По графику (см. рис. 3 приложения) a s 0,86. В соответствии
с табл. 55 рп = 0;25. Поэтому по формуле (V-36) пп = Ю0 (1 + 0,25)
1 440^ 0^86—0 = ' 1’16 = 145 приведенных грузовых поездов.
Примечание. С наличной пропускной способностью путей надо сопо-
ставлять величину пр (1 + рп), т. е. в данном случае 125 поездов.
Стрелочные горловины. Потребная пропускная способность стрелоч-
ной горловины
Пп = Пр (1 + Рг) + епсЯпс + есб «сб + Ярем, (V-37)
где рг — потребный резерв в пропускной способности горловины;
ЁПС, веб — коэффициенты съема пропускной способности горлови-
“ ны соответственно пассажирским и сборным поездами;
Ярем — часть пропускной способности, необходимая для теку-
щего содержания и ремонта, а также для обслуживания
территории локомотивного хозяйства, грузовых пунктов
и выполнения других постоянных операций.
Потребный технический резерв равен:
для горловин, примыкающих к перегонам с- автоблокировкой- и
диспетчерской централизацией, — 0,3;
то же, при других средствах связи по движению поездов — 0,2;
для внутристанционных горловин —0,1.
Съем пропускной способности стрелочной горловины пассажирским
поездом .определяется по формуле
у Лю
Епгс=-^. (V-38)
2*зан
где 2££ан — время занятия горловины всеми операциями, связанными
с пропуском одного (пары) пассажирского поезда
(прием или отправление, подача-уборка локомотива,
отцепка-прицепка почтового и багажного вагонов, пере-
становка состава с пути приема на отстойный л др.);
Е^зан — время занятия горловины всеми операциями, связанными
с пропуском одного (пары) грузового поезда (прием или
отправление, подача-уборка локомотива и др.).
245
Съем пропускной способности стрелочной горловины одним сбор-
ным поездом определяется также по формуле (V-38) с заменой числи-
теля величиной — время занятия горловины всеми операция-
ми, связанными с обработкой одного сборного поезда или одной пары
сборных поездов (прием или отправление, отцепка или прицепка локо-
мотива, расформирование или формирование и др.). Съем пропускной
способности «рем определяется по формуле
где Трем — время, необходимое в пределах суток для текущего содер-
жания горловины, а также ее занятия обслуживанием тер-
ритории локомотивного хозяйства, грузовых пунктов и др.
Пример. Определим потребную пропускную способность центральной гор-
ловины участковой станции с продольным расположением приемо-отправочных
парков (см. рис. 66), в которой производятся: прием нечетных пассажирских
и сборных и отправление -нечетных грузовых поездов (t^ср н = 6.мин; н =
= 7 мин и /от.н ~ 4 мин), отправление четных пассажирских, сборных и гру-
зовых поездов Got_4 = 5 мин н tч = /от ч — 4 мин), смена локомотивов
нечетных н четных грузовых поездов (/см = 2 мин), уборка на вытяжной путь
составов сборных поездов = 8 мин). Остальные исходные данные те же, что
и в предыдущем примере. Время
7^ = 100 мин; S/”aH = 6 + 5 = 11 мин; 2/зан = 4+ <+ 2>2 = 12 мин,
= 7+4 + 2.2+2.8=31 мин.
По формуле (V-38) e„c = 21. = 0,92 и е£б = 21. = 2,58; по формуле
(V-39) ^ем = Ig = 8,35.
Потребная пропускная способность
п? = 100 (1 + 0,10) + 0,92 (16 + 3) + 2,58 . 2 + 8,35 = 141 приведенный
грузовой поезд.
Примечание. С наличной пропускной способностью горловины нужно
сопоставлять только первый член формулы (V-37), т. е. в данном случае 110 по-
ездов.
Сортировочные устройства. Потребная перерабатывающая способ-
ность сортировочного устройства в поездах
П^При + РсН^сб + п'ем’ (V’4Q>
где рс — потребный резерв в перерабатывающей способности сорти-
ровочного устройства;
Веб — коэффициент съема перерабатывающей способности сборным
поездом;
прем — часть перерабатывающей способности, необходимая для
технического обслуживания вагонных замедлителей и дру-
гого горочного оборудования, обслуживания грузовых
пунктов и выполнения других постоянных операций.
246
Потребный технический резерв определяется по табл. 54. Надо
иметь в виду, что величины рс и рпП взаимосвязаны. Поэтому если ре-
зерв потребной пропускной способности приемных путей -сортировоч-
ной станции, напрцмер с механизированной горкой, принят рпп =
= 0,30, то резерв перерабатывающей способности горки надо брать
рс = 0,45.
Коэффициент съема перерабатывающей способности сортировоч-
ного устройства сборным поездом определяется по формуле
е'б = ^-, . (V-41)
>гор
где /сб — время занятия сортировочного устройства обработкой сбор-
ного поезда;
^гор — то же> грузового поезда.
Съем перерабатывающей способности «рем равен
<v-42>
*гор
где Трем — время, необходимое для текущего содержания и ремонта
горочного оборудования и др.
Пример. Определим потребную перерабатывающую способность механизи-
рованной сортировочной горки, на которой выполняются расформирование со-
ставов, поступающих в разборку, и окончание формирования поездов (/гор =
= 20 мин), а также расформирование и окончание формирования составов сбор-
ных поездов (ф°еб = 13 мин и сб = 17 мин); Грем = 200 мин; пр = 90;
/?сб ~ 3.
По' формуле (V-41) е£б = 13 = 1,5, по формуле (V-42) п£ем =
200
~ 20 - 10-
Потребная перерабатывающая способность
«д = 90 (1 + 0,45) + 1,5 « 3 + 10 = 146 грузовых поездов.
Примечание. С наличной перерабатывающей способностью сортиро-
вочного устройства нужно сопоставлять только первый член формулы (V-40),
т. е. в данном случае 131 поезд.
Способы усиления пропускной и перерабатывающей способности
Прирост пропускной и перерабатывающей способности. Важней-
шая мера повышения пропускной способности любого устройства —
снижение необходимой для выполнения одной операции продолжитель-
ности его занятия. Между величиной этого снижения Р' и соответст-
вующим ей размером прироста пропускной способности устройства
Р существует следующая зависимость:
/> = (_12°-----Л 100. (V-43)
\ 100—Р' ' v '
247
Графически она изображена на рис. 106. Наиболее интенсивный
прирост пропускной способности устройства происходит при боль-
ших размерах снижения времени его занятия. Так, снижение времени
занятия устройства на 10% увеличивает его пропускную способность
только на 11%, снижение на 40% обеспечивает прирост в размере 67%,
а при Р' = 70% прирос! пропускной способности составляет уже
233%.
Повысить пропускную способность пути можно сокращением тех-
нологической нормы занятия его одним поездом при максимальной па-
раллельности операций обработки составов и осуществлением других
мероприятий. Занятие путей парков отправления готовыми составами
можно сократить согласованной деятельностью диспетчерскогоаппарата
станций и отделений дорог, необходимым взаимодействием в работе
станций и прилегающих к ним участков, установлением на дорогах
соответствующей величины потребного локомотивного парка и не-
снижаемого оперативного резерва его на сортировочных станциях
Рис.-106. Прирест пропу-
скной способности уст-
ройства в зависимости от
величины снижения вре-
мени его Занятия выпол-
нением одной операции
в зависимости' от заданных размеров движе-
ния. На участковых станциях можно вынести
техническую контору каждого направления
(четного и нечетного) в голову соответствую-
щего приемо-отправочного парка, отправлять
поезда своего формирования непосредственно
с сортировочных путей.
Прирост пропускной способности путей
при осуществлении какого-либо мероприятия
зависит от условий работы рассчитываемой
станции. Например, на участковых станциях
переносные радиостанции для связи опера-
тора с технической конторой позволяют со-
кратить технологическое время обработки
состава с 20 до 15 мин. При ручном управле-
нии стрелками (продолжительность занятия
пути приемом 10 мин и отправлением 8 мин)
общее время занятия пути одним поездом
снизится с 38 до 33 мин, т. е. приблизительно
на 13%. Для этих условий размер прироста
пропускной способности путей составит 15%
(см. рис. 106). На станции же с электриче-
ской централизацией стрелок и сигналов (при
продолжительности занятия пути приемом
5 мин и отправлением 4 мин) общее время
занятия пути сократится с 29 до 24 мин, или
ца 17%, и размер прироста пропускной спо-
собности составит уже 20%.
Большого прироста пропускной спрсобно-
сти путей можно добиться увеличением их
числа. Однако прирост зависит и от количе-
ства пропускаемых пассажирских и сборных
поездов: чем их меньше (при прочих равных
248
условиях), тем он больше. Соответственно увеличится пропускная
способность путей и при усилении пропускной способности стрелоч-
ных горловин, если оно сопровождается сокращением времени приема
и отправления поезда (например, электрическая или маршрутно-релей-
ная централизация стрелок и сигналов, разукрупнение стрелочных
постов и др.).
Пропускную способность стрелочных горловин можно увеличить
в первую очередь повышением средних скоростей движения при прие-
ме-отправлении поездов-и маневровой работе,- устройством дополни-
тельных съездов, увеличивающих .возможное число параллельных
маршрутов и обеспечивающих одновременный прием-отправление по-
ездов, подачу-уборку локомотивов и маневровую работу, рассредоточе-
нием пересечений маршрутов для снижения враждебности и разгруз-
ки наиболее интенсивно используемых стрелок, дополнительным сек-
ционированием маршрутов приема и отправления при централизован-
ном управлении стрелками. Пропускную способность горловин можно
увеличить и при усилении перерабатывающей способности сортировоч-
ных устройств. Так, удлинение вытяжного пути позволяет убирать
с пути приема целиком подлежащий расформированию состав и этим
сократить время занятия горловины по сравнению с уборкой по
частям.
Прирост перерабатывающей способности сортировочных устройств
достигается сокращением времени занятия горок дополнительными
операциями (повторная сортировка, ликвидация запусков, осажива-
ние вагонов на сортировочных путях и др.), повышением качества дис-
петчерского командования, обеспечивающего максимальное совмещение
процессов расформирования-формирования составов, освобождением
горок от формирования сборных поездов и обработки местных передач,
подтягиванием вагонов со стороны вытяжных путей, прицельным тор-
можением вагонов, поддержанием по опыту станции Люблино высокого
темпа работы с первых минут дежурства, организацией приема дежурств
без перерывов в- работе, повышением средней скорости роспуска со-
ставов, оборудованием горок с одним путем надвига устройствами для
осуществления попутного надвига составов с минимальным интервалом,
возможным-изменением зависимостей горочных и предгорочных сигна-
лов и другими организационно-техническими мероприятиями. Все эти
и другие мероприятия обеспечивают следующий прирост пропускной и
перерабатывающей способности станционных устройств:
Величина
„ прироста, %
Пути
Проверка составов во входных горловинах парков при-
ема (при отсутствии ограничений в пропускной способ-
ности перегонов, выполнении технического осмотра и ре-
монта вагонов)................................. 5—7
Проверка прибывающих составов на ближайших участ-
ковых станциях (где поезда имеют стоянку для выпол-
нения технологических операций)................ 5—7
Механизация пересылки сортировочных листков и гру-
зовых документов............................... 5—7
249
Величина
прироста, %
Многогрупповой технический осмотр и ремонт вагонов . 10—15
Горловины
Строгая специализация приемо-отправочных путей по
направлениям движения на станциях двухпутных линий 10—15
Сооружение дополнительных съездов, увеличивающих
возможное число параллельных маршрутов . . 15—30
Приближение входных и предупредительных сигналов
к горловинам и установка дополнительных проходных
или маршрутных сигналов.................... . 10—15
Изоляция маневровой работы от движения организован-
ных поездов, в первую очередь на участковых станциях
двухпутных линий.............................10—15
Разукрупнение стрелочных постов при ручном обслужи-
вании стрелок................................ 15—25
Электрическая централизация стрелок в горловинах, '
примыкающих к перегонам ..................... 30—40
То же в сложных внутристанционных горловинах . . 50—70
Укладка стрелочных переводов с пологими марками кре-
стовин ...г.,,*..... 5 10
Сортировочные устройства
Устройство обходного пути при отсутствии второго пути
надвига.............................,............. 10—15
То же, при наличии второго пути надвига ... . около 5
Укладка второго пути надвига при отсутствии обходно-
го пути....................15—20
То же, при наличии обходного пути .... около 5
Укладка второго спускного пути .................. 10—15
Секционирование путей надвижной части горки . . . 5—10
Выделение для работы на горке третьего локомотива
при наличии обходного пути или двух путей надвига . 10—15
Использование переменной скорости роспуска (с обору-
дованием горок, имеющих горочную автоматическую
централизацию, системой автоматического задания ско-
рости роспуска) . ,............................ 10—20
Сдваивание коротких составов перед роспуском . . . около 5
Оборудование горочных стрелок быстродействующими
приводами' .......................................около 5
Параллельный роспуск составов на односторонних стан-
циях ............................................. 15—20
Строительство горок малой мощности в хвостовых гор-
ловинах сортировочных парков . , . , . . , . , . 15—30
То же, на безгорочных станциях • 30—40
Необходимо отметить, что, выбирая способы увеличения мощности
станции для уменьшения количества и продолжительности задержек^
поездов на подходах, надо в первую очередь максимально развивать
горки с соответствующим усилением путевого развития сортировочных
парков и организацией своевременного вывоза готовых составов. До-
бавление же только путей в парке приема при неизменном техническом
оснащении горки хотя и сокращает задержки на подходах, однако при-
мерно на столько же увеличивает простой вагонов в ожидании расфор-
мирования. Существенного ускорения оборота вагона при этом не по-
лучится.
250
Расчеты показывают, что минимальные удельные приведенные рас-
ходы (на увеличение перерабатывающей способности на один состав)
соответствуют оборудованию горки устройствами автоматического
задания скорости роспуска составов (АЗСР). Затем в порядке возрас-
тания расходов находятся мероприятия постоянного характера:
сооружение вторых путей надвига, обходных путей и потом уже вто-
рых путей роспуска, причем последнее особенно эффективно при. па-
раллельном роспуске составов.
Оценка времени нахождения вагонов на станциях. При оценке спо-
собов увеличения пропускной и перерабатывающей способности не-
обходимо учитывать расчетное время нахождения на станции вагонов,
а также величину возможных задержек поездов на подходах и сформи-
рованных составов, выводимых в отправочный парк. При наличии на
расчетный год детальных исходных данных (схема, конструкция стре-
лочных горловин, таблица маршрутов, расписание пассажирских по-
ездов на каждой примыкающей линии, заданные размеры работы и др.)
время нахождения на станции вагонов следует определять на ЭВМ,
используя модель, имитирующую графический метод расчета [29].
Если таких данных нет, то расчетное время нахождения транзитных
вагонов на станции можно определить, используя обобщенные резуль-
таты моделирования работы станций. Увеличение пропускной и пере-
рабатывающей способности станции для транзитных вагонов незначи-
тельно влияет на простой местных вагонов, и его можно не учитывать.
' Среднее время нахождения транзитного вагона на сортировочной
станции
t = ^пер^пер 4“ ®тю^тр> (V-44)
где аПер> атю — Доля транзитных вагонов соответственно с переработ-
кой и без переработки (апер + атР = 1);
/пер, ^тр — среднее время нахождения на станции транзитного ва-
гона соответственно с переработкой и без перера-
ботки.
Среднее время нахождения на станции транзитного вагона с пере-
работкой
^пер = ^пп 4” ^расф 4" ^нак 4” ^форм 4~ б>п, (V-45)
где inn — время нахождения состава в парке приема;
^расф — продолжительность расформирования состава;
/нак — время накопления;
^форм — время от окончания накопления до вывода состава в парк
отправления (без учета возможной задержки в сортиро-
вочном парке);
ton — время нахождения состава в парке отправления (с учетом
возможной задержки при выводе из сортировочного
парка).
Если отношение /тР к ton обозначить через d, то
4Р = dton. (V-46)
251
С учетом выражений (V-45) и (V-46) формула (V-44) принимает вид
I апер (/пп + /расф "4" /нак 4" ^форм) 4" (“дер 4* “тр d) ton- (V-47)
.Для важнейших сортировочных станций d = 0,75, поэтому, учиты-
вая, что атР = 1 — апер, формулу (V-47) преобразуем так:
t = “пер (tnB + /раСф + /нак + /ф0ГМ) + (0,25 апер ф- 0,75) ton- (V-48)
При апер — 1 последний член этой формулы равен t^n, а при
“пер — 0,7 он составляет 0,925 ton-
Элементы среднего времени нахождения на станции транзитного
вагона определяются так. Время taa включает продолжительность ожи-
Дания и собственно выполнения
Рис 107. Зависимости надежности Н
работы комплекса расформирования от
загрузки приемного парка упп и горки
Угор, а также среднего времени занятия
пути парка поездом /пп от Н и угор
252
технологических операций по
прибытию поезда, а также про-
стой в ожидании расформирова-'
ния. При известных загрузках
парка приема упп и горки угор
(численно равных коэффициен-
там использования их мощности
при заданных размерах работы)
по графику (рис. 107) устанав-
ливаем надежность Н работы
комплекса расформирования и
время tnn-
Необходимо отметить, что
среднее суммарное время t„n,
равное продолжительности за-
держки на подходе к станции /зд
(приходящейся на один разбо-
рочный поезд) и нахождения со-
става в парке приема /пп, —
функция величины загрузки гор-
ки угоР. Разумеется, если в пар-
ке приема путей достаточно, то
задержек на; подходе не будет
(при этом надежность работы
комплекса расформирования
Н = 100%) и все суммарное
время приходится на простой в
парке приема, т. е. /пп = /пп-
Если же путей в парке, приема
мало, то из-за задержек на под-
ходе надежность работы ком-
плекса расформирования будет
менее 100% и суммарное время
распределится между нахожде-
нием состава в парке приема /пп
подходе /зд =
и простоем на
Для какой-либо загрузки
горки 7Г0р суммарное время t^n
определяется по графику (см.
рис. 107) при Н = 100%. Вели-
чина его включает время заня-
тия пути при вводе и выводе
поезда (состава), равное в сред-
нем 15 мин. Это же относится и
к to„. Время /раСф включает про-
должительность надвига состава
до вершины горки и время рос-
пуска. Простой вагонов под на-
коплением находят по формуле
^фОрМ 10лсб ЬфОрМ
нак~ ИУ4
(V-49)
Рис 108. Зависимость среднего времени
ожидания окончания формирования со-
става ^рм от загрузки маневрового
локомотива ул
где с — параметр накопления, зависящий от количества назначе-
ний формируемых поездов (т.ч е. от величины кобщ —
' ' ^ск 4~ ^сб)>
кс1! — количество назначений формируемых сквозных, участко-
вых и порожних’ поездов;
ксб — количество назначений сборных, вывозных и передаточных
поездов;
6форм> —средний состав формируемых поездов соответственно ск-
ЬфоРм возных (участковых) н сборных (вывозных, передаточных)
— заданный оуммарный транзитный вагонопоток с перера-
боткой.
В расчетах возможны два случая:
число сортировочных путей, специализированных для накопления
вагонов по назначениям плана формирования = кобщ, незадано и
зависит от заданной средней мощности одного назначения Nt, т. е.
тпсп = «общ = : Ni-,
число сортировочных путей для накопления вагонов т"* = кобщ —
заданная постоянная величина.
С увеличением время /нак уменьшается лишь Во втором случае.
В /фовмвходит продолжительность ожидания операций по оконча-
нию формирования состава на вытяжном пути /форм и собственно вре-
мя окончания формирования, включая вывод состава в парк отправ-
ления /офв:
AjopM /форм 4” /офв- '
Время /форМ определяется по графику на рис. 108 д. зависимости от
величины загрузки вытяжного пути (маневрового локомотива), числен-
но равной коэффициенту использования его перерабатывающей способ-
253
ности. После перевода подвижного состава на автосцепку и снижения
объема работы по окончанию формирования в хвостовых горловинах
сортировочных парков число маневровых локомотивов по формирова-
нию на станциях не превышает числа вытяжных путей. Время ton вклю-
чает среднее время задержки при выводе сформированного состава
в парк отправления (приходящееся на один поезд своего формирова-
Рис. 109. Зависимости надежности И ра-
боты комплекса формирования от за-
грузки отправочного парка уоп и резер-
ва ниток графика, обеспеченных локомо-
тивами ал, а также среднего времени
занятия пути парка поездщх ton от Н
и ал
ния) продолжительность
ожидания и время собственно
выполнения технологических
операций по отправлению поез-
да, а также простой в ожида-
нии его, т. е. /оп; следовательно,
ton = tlR + ton- Величина t'oa
определяется по графику
(рис. 109) при Н = 100% в за-
висимости от величины резерва
ниток графика, обеспеченных
локомотивами ал.
Если в парке отправления
путей достаточно, то задержки
при выводе не будет (при этом
надежность работы комплекса
формирования Н = 100%) и все
время t'on приходится на простой
в парке отправления, т. е.
t'on = ton- Если же отправочных
путей не хватает, то возникнет
задержка при выводе состава
t“n = ton — ton и надежность ра-
боты системы будет И < 100%.
В этом случае tOn определяется
по графику, (см. рис. 109) в за-
висимости от резерва ниток ал
и надежности Н работы ком-
плекса формирования, которая
устанавливается при известных
ап и загрузке парка отправле-
ния Топ (численно равной коэф-
фициейту использования его
пропускной способности при за-
данных размерах отправления
поездов).
Среднее время нахождения
транзитного вагона на участко-
вой станции1 рассчитывают по
1 В изложении использованы ис-
следования Н. Н. Ломакиной [30],
В. Е. Козлова и А. М. Баранова 14].
254
формуле (V-44). Для особо крупных участковых станций, которые
перерабатывают более 750 вагонов в сутки и имеют сортировочные
устройства и маневровые локомотивы, специализированные для рас-
формирования-формирования поездов, его можно определять так же,
как для сортировочных станций. На участковых станциях, перера-
батывающих до 750 вагонов в сутки, где маневровые локомотивы,
кроме расформирования-формирования, выполняют еще и другие
операции в больших размерах, среднее время нахождения транзит-
ного вагона с переработкой находят по формуле
^пер — йех + ^Р?сф + Йасф + йак + ^форм + йех + йтпр, (V-50)
где /тех» йех — технологическая норма обработки состава соответ-
ственно по прибытию и отправлению (Йех = 15 мин;
Йех = 30 мин);
йасф — время ожидания расформирования-формирования со-
става (определяется по графику на рис. ПО);
/расф, /форм— продолжительность соответственно расформирования
и формирования состава;
/нак — простой вагонов под накоплением, определяемый по
формуле (V-49);
йтар — время ожидания отправления состава своего форми-
рования (определяется по графику на рис. 111).
Среднее время нахождения на участковой станции транзитного ва-
гона без переработки равно
йр = Йех + й? (V-51)
где /тех — технологическая норма обработки состава транзитного
поезда без переработки, принимаемая в соответствии с
Типовым технологическим процессом работы участковых
станций;
/ц — дополнительный простой поезда из-за пропуска пассажир-
ских поездов, прокладки встречных поездов на однопутных
линиях и др.
Для участковых станций на однопутных линиях время /д опреде-
ляется по графикам на рис. 112; на двухпутных линиях на рис. 113
сразу же определяется время /тР. На узловой участковой станции
время нахождения транзитных вагонов без переработки — средне-
взвешенная величина простоя вагонов, поступающих с разных линий.
Возможные задержки поездов на подходах из-за неприема и сфор-
мированных составов при выводе из сортировочного в отправочный
парк оцениваются следующим образом. Число задерживаемых на под-
ходах поездов определяют по формуле
<v’52)
где Нр — эксплуатационная надежность работы комплекса расфор-
мирования, устанавливаемая по графику на рис. 107;
Прасф — заданное число разборочных поездов.
255
Рис. 111. Зависимость времени ожидания
отправления состава своего формирова-
ния t от„р от соотношения числа форми-
руемых поездов Мфор и общего числа
грузовых и пассажирских поездов п, от-
правляемых со станции
Рис. НО Зависимость времени ожи-
дания расформирования-формирова-
ния состава /р® ф от загрузки манев-
рового локомотива ул
Рис. 112. Зависимость дополнительного простоя транзитного грузового поез-
да без переработки t-ц от размеров грузового и пассажирского движения:
а — полуавтоблокировка, б—диспетчерская централизация или автоблокировка
Рис. 113. Зависимость среднего
простоя транзитного грузового
поезда без переработки ОТ
размеров грузового и пассажир-
ского движения и технологиче-
ской нормы обработки соста-
ва t с т •
—— fci=30 мин,--------- ^ст=“15 мин
256
Общее время задержек поездов на подходах к станции в течение су-
ток с учетом замедления т3 и последующего разгона тр рассчитывают
по формуле
тзц = г'зд «расф + (% + тр) «зд» (V-53)
где t3a — среднее время задержки, приходящееся на один разборочный
поезд, равное t'aa — tnn‘, определяется по графику на рис. 107.
Число составов, задерживаемых при выводе в парк отправления,
Пзд = ~ “[до" ) Пформ, l(V-54)
где Нф — эксплуатационная надежность работы комплекса форми-
рования; определяется по графику на рис. 109;
ПфОрМ — заданное число поездов своего формирования.
Общее время задержек составов при выводе в течение суток
рассчитывают по формуле
7"зд— ^здЯформ, (V-55)
где /зД— среднее время задержки, приходящееся на один поезд свое-
го формирования, равное/дп — /оп; определяется по графику
рис. 109.
Выбор этапности увеличения пропускной
и перерабатывающей способности
Исходные нормативы. Порядок выбора рациональной этапности
развития для освоения станцией заданного объема работы в течение
Т лет изложен на примере комплекса расформирования сортировочной
станции при заданном начальном техническом оснащении Горки. Кри-
терий оптимальности — минимум суммы приведенных расходов в те-
чение Т лет. Получаемые в течение каждого этапа и в среднем за период
Т лет величины загрузок экономически целесообразны, а разница меж-
ду уровнем загрузки и наличной мощностью комплекса 'расформиро-
вания — оптимальная величина резерва мощности. Для оценки меро-
приятий по повышению пропускной,способности нормативный коэф-
фициент эффективности можно принимать равным 0,10, что соот-
ветствует сроку окупаемости в 10 лет. При этом сроке период, за кото-
рый надо учитывать расходы в вариантах (т. е. период суммирования
затрат с учетом их отдаленности), равен 20 годам.
Допустим, что начальные размеры переработки — 62 состава в сут-
ки в среднем за год. В первые 10 лет ежегодный темп прироста ее сос-
тавляет 7%, а в остальные 10 лет —3% начальных размеров. Соот-
ветствующий этим данным график потребных размеров переработки
комплекса расформирования np = f (Т) представлен -на рис. 114;
потребные размеры переработки установлены без учета резерва, его
величина (соответствующая экономически целесообразному уровню
загрузки) определяется в результате выбора рациональной этапности
развития мощности комплекса в течение 20 лет. На рис. 114 указана
9 Зак. 984 257
и наличная перерабатывающая способность комплекса расформирова-
ния пн. гор в рассматриваемых (наиболее типичных) вариантах техни-
ческого оснащения (табл. 56). Эксплуатационная скорость роспуска и
приходящееся на один состав время от окончания роспуска предыду-
щего состава до начала роспуска следующего (зависит от путевого
развития и числа горочных локомотивов) приняты в соответствии
с рекомендациями лаборатории механизации сортировки вагонов
ЦНИИ МПС. Средняя эксплуатационная скорость роспуска (учиты-
вающая реальные условия работы горок) принята равной до введения
АЗСР — 5,5 км/ч, а после введения — 7,2 км/ч. Наличная перерабаты-
вающая способность горки определена по-формуле (П-45) при агор =
= 0,97; 2Гпмт = 60 мин и рповт = 1.
Стоимость строительства спускной части горки с одним путем над-
вига на 24 сортировочных пути и ее механизация с ГАЦ с учетов стои-
мости трех горочных локомотивов (исходный вариант 1) принята равной
1610 тыс. руб. Капитальные затраты в других вариантах технического
оснащения дополнены стоимостями устройства второго пути-надвига,
сооружения второго пути роспуска и оборудования горки устройства-
ми АЗСР и ТГЛ. Учтена также стоимость дополнительного числа путей
в парке приема.
Рис. 114. График изменения по годам потребных размеров переработки пр и
наличная перерабатывающая способность горки ген Го₽ в различных вариантах
технического оснащения
258
Таблица 56
Характеристика вариантов технического оснащения горок
и параметры их работы
Вариант 1 Мероприятие (в дополне- ние к логически предше- ствующим) Техническое оснаще- ние после проведения Время роспуска /р состава (длиной 800 м), мин ПриходящеЛя на один состав время от конца роспуска пре- дыдущего состава до начала рос- пуска следую- щего ta, мин Горочный техноло- гический интервал ^гор> мин Перерабатывающая способность горки пн гор, составы/сут
надвига мероприятия
число путей Число горочных локомотивов
обход- ных : роспуска
1 Исходный вариант 1 1 1- 3 8,7 4,1 12,8 Ю4
2 Сооружение второго пути надвига 2 1 1 3 8,7 2,9 11,6 115
3 Сооружение второго пути роспуска 2 1 2 3 8,7 2,3 11 121
4 Оборудование устрой- ствами АЗСР и ТГЛ 1 ч 1 1 3 6,7 4,1 10,8 123
5 То же 2 1 1 3 6,7 2,9 9,6 139
6 » 2 1 2 3 6,7 2,3 9,0 148’
При устройстве второго пути надвига необходимо уложить участок
пути длиной 0,22 км и пять стрелочных переводов марки 1/9. А. Е. Гиб-
шман и Э. Д. Фельдман [31] принимают в расчетах стоимость укладки
1 км станционных путей равной 250 тыс. руб.; эта цифра согласуется
с данными Киевгипротранса, основанными на анализе большого числа
проектов реконструкции станций. Укладка стрелочного перевода мар-
ки 1/9 рельсами Р50 стоит 3882 руб. и электрическая централизация
одной стрелки 6300 руб*. Следовательно, дополнительные капитальные
затраты на устройство второго пути надвига составят А/(наяв =
= 106 тыс. руб.
Связанные с дополнительными капитальными затратами расходы
на содержание второго пути надвига (с учетом амортизации) равны
А5содВ = 7,9 тыс. руб. Аналогично определены затраты на сооружение
второго пути роспуска и оборудование горок и горочных локомотивов
устройствами АЗСР и ТГЛ (табл. 57).
При усилении мощности комплекса расформирования возникает
необходимость в укладке дополнительных путей в парке приема.
Добавление одного из них полезной длиной 800 м требует укладки уча-
стка пути, равного в среднем 1 км, двух стрелочных переводов мар-
ки 1/9 и их электрической централизации. Следовательно, Кпп —
= 270 тыс. руб. Расходы на содержание одного пути в парке приема
Эсод = 5,9 тыс. руб. удобнее учитывать в общих ежегодных эксплу-
По данным каид. техн, наук А. М. Козлова.
9*
259
Таблица 57
Капитальные вложения (числитель) и годовые эксплуатационные расходы
(знаменатель) при переходе от одного варианта технического
оснащения горки к другому, тыс. руб.
Перерабатываю- щая способность горкн пн. гор, составов/сут Номер Перерабатывающая способность горкн составов/сут ”н гор.
115 1 121 | 123 | 139 | 148
варианта Номер варианта
2 1 3 1 4 1 5 6
104 1 106 260 55 161 340
7,9 23,7 15,6 23,5 40,5
115 2 154 55 234
15,8 15,6 32,6
121 3 — — — — 80 16,8
123 4 — — — 106 7,9 285 24,9
139 5 — — — — 179 17
атационных расходах на содержание и амортизацию постоянных уст-
ройств в вариантах технического оснащения комплекса расформиро-
вания. Их можно определить по формуле
5 = Эпр + Эман + + тпп Э™ + тсп + 2ДОД, (V-56)
где Эпр — расходы на простой вагонов в парке приема и во вре-
мя маневров расформирования;
Эман — расходы на маневровую работу;
— расходы на содержание и амортизацию горки (на 24
и 32 пути — соответственно 277 и 355 тыс. руб.);
тпп, т2п — потребное число путей соответственно в парке приема
и сортировочном;
•Э™д. Эсод — расходы на содержание (с учетом амортизации) со-
ответственно одного приемного пути (5,9 тыс. руб./год)
и сортировочного (3,7 тыс. руб./год);
2ДЭ®од — дополнительные расходы на содержание и аморти-
зацию технического оснащения в данном варианте
в связи с дополнительными капитальными затратами.
Расходы на простой вагонов в парке приема в течение времени /пп
и во время расформирования /раСф определяют по формуле
5ПР = А?+^асф &расфев_ч-365пр = 0,006083 (taa + /расф) np, (V-57)
260
где /пп — среднее время нахождения вагона в парке приема, опре-
деляемое по графику на рис. 107, в зависимости от вели-
чины загрузки горки угор в среднем за год;
/раСф — средняя продолжительность расформирования состава,
включающая время надвига до вершины горки (в среднем
3 мин) и роспуска (см. табл. 56); может быть принята для
горок без устройств АЗСР равной 12 мин, с АЗСР —
10 мин,
^расф — среднее число вагонов в расформировываемых составах
(брасф = 50 физических вагонов);
ев_ч — стоимость. 1 вагоно-ч без учета приведенных затрат на стан-
ционные пути, так как эти затраты, отличающиеся в ва-
риантах технического оснащения комплекса расформиро-
вания, учитываются в капитальных вложениях и эксплуа-
тационных расходах; принято ев_ч = 0,2 руб. [311;
пр — заданные размеры переработки на горке в среднем за год
(см. рис. 114).
Расходы на маневровую работу и амортизацию горочных локомоти-
вов можно определить по формуле
•^ман ~ (;41смс “Ь мсмч) 365 = (/14смс -р смч) 365, (V-58)
где М — общее число горочных локомотивов;
смс — норма расходов на содержание в течение суток одно-
го горочного локомотива в рабочем состоянии, рав-
ная для ТЭМ1 83,6 руб./сутки (при работе только
одного машиниста и одного составителя);
7м-=яр(м— число часов непосредственно маневровой работы
всех горочных локомотивов за сутки (необходимо
для определения энергетической части расходов);
/м — время маневровой работы с одним составом, ч;
смч — расходная норма на 1 ч собственно маневровой ра-
боты (энергетическая часть расходов).
Очевидно, что при np = const независимо от путевого развития
горки и количества локомотивов на ней общее число часов маневровой
работы всех локомотивов Тм можно также считать величиной постоян-
ной; простои же в ожидании работы учитывает величина /Исмс. При-
нято, что на один состав приходится непосредственной маневровой
работы в среднем при отсутствии АЗСР — 16 мин, а при наличии
АЗСР — 14 мин.
Для механизированной горки при последовательном расположении
приемного и сортировочного парков, двух горочных локомотивах и
весе состава брутто 4000 т расходная ставка смч = 6,72 руб./ч. При от-
сутствии АЗСР расходы на маневровую работу и амортизацию гороч-
ных локомотивов Эман равны:
два локомотива 61 + 0,66 «р тыс. руб./год;
три локомотива 91,5 + 0,66 пр тыс. руб./год;
при наличии АЗСР.
два локомотива 61 + 0,58 пр тыс. руб./год;
три локомотива 91,5 + 0,58 пр тыс. руб./год.
ЭВ Зак. 984 261
Таблица 58
to
о
to
Значения показателей работы комплекса расформирования
Вариант тех- Год расчетного периода ,
нического оснащения горкн 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
6 0,42 28 5 0,44 29 5 0,47 30 5 0,50 31 5 0,53 32 5 0,56 33 7 0,58 34 7 0,61 35 7 0,64 37 7 0,67 39 7 0,69 40 8 0,70 41 8 0,71 42 8 0,72 43 8 0,74 44 8 0,75 45 10 0,76 46 10 .0,77 47 10 0,79 49 10 0,80 50 10
5 0,45 29 5 0,48 30 5 0,51 31 5 0,54 32 5 0,57 33 5 0,60 35 8 0,63 36 8 0,66 38 8 0,70 41 8 0,72 43 8 0,74 44 9 0,76 46 9 0,77 47 9 0,78 48 9 0,80 50 9 0,81 51 10 0,82 52 10 0,83 54 10 0,85 56 10 0,86 58 10
4 0,50 31 6 0,53 32 6 0,56 33 6 0,60 35 6 0,64 37 6 0,67 39 8 0,70 41 8 0,73 44 8 0,77 47 8 0,81 51 8 0,83 54 10 0,85 56 10 0,86 58 10 0,87 59 10 0,89 62 10 0.90 64 11 0,92 67 11 0,93 69 11 0,94 71 11 0,96 74 11
3 0,51 31 6 0,55 33 6 0,58 34 6 0,62 36 6 0,65 38 6 0,69 40 8 0,72 43 8 0,75 45 8 0,79 49 8 0,83 54 8 0,85 56 10 0,87 59 10 0,88 61 10 0,89 62 10 0,91 65 10 0,93 69 12 0,94 71 12 0,95 72 12 0,97 76 12 0,98 78 12
2 0,54 32 6 0,57 33 6 0,60 35 6 0,65 38 6 0,68 40 6 0,72 43 9 0,75 45 9 0,78 48 9 0,83 54 9 0,86 58 9 0,89 62 10 0,91 65 10 0,92 67 10 0,93 69 10 0,95 72 10 0,97 75 12 0,98 78 12
1 0,60 35 6 0,63 36 6 0,67 39 6 0,72 43 6 0,76 46 6 0,80 50 10 0,84 55 10 0,88 61 10 0,92 67 10 0,96 74 10 0,99 80 10
Примечание В каждом варианте технического оснащения
рагонор р парке приема третья—потребное число путей
первая строка—загрузка
горки УГОр, вторая—время нахождения
Выбирая рациональную этапность развития и экономически целе-
сообразные уровни загрузки, необходимо обеспечить 100-процентную
надежность комплекса расформирования на протяжении всего 20-
детнего периода. В табл. 58 для каждого варианта технического осна-
щения комплекса расформирования в течение всего возможного периода
действия варианта указаны следующие величины: загрузка горки
Тгоо~ —— > соответствующее ей среднее время нахождения вагона
пн.гор
в парке приема /пп (определяемое по графику рис. 107) и потребное чис-
ло путей в парке приема щпп, устанавливаемое в соответствии с ре-
комендациями [32] ври известных мр и угор Анализ табл. 58 показы-
вает, что размеры переработки, например, 6-го года эксплуатации могут
быть освоены при техническом оснащении горки по варианту 1 и нали-
чии в парке приема 10 путей или по варианту 6 и семи путях в парке.
Загрузка горки соответственно равна 0,8 и 0,56, а время нахождения
вагонов в парке приема — 50 и 33 мин.
Следует отметить, что при определении приведенных затрат годовых
или их суммы за период Т (с учетом отдаленности затрат), если неиз-
вестны моменты ввода нового технического оснащения, нельзя учесть
различие стоимости перехода от одного этапа к другому в каждый год
периода Т лет. Влияниеэтого важного фактора можно правильно учесть
при выборе рациональной этапности развития устройств с исполь-
зованием методов динамического программирования [33], [34]. При
большом числе мероприятий обычный метод выбора этапности посред-
ством технико-экономической оценки ограниченного числа заранее на-
меченных вариантов набора указанных мероприятий не исключает того,
что действительно оптимальный вариант не войдет в число намеченных
для сравнения. При дискретном и нелинейном изменении затрат в те-
чение Т лет, даже в наборе мероприятий, соответствующем оптимально-
му, обычные методы расчета не гарантируют получение действительно
оптимальных сроков перехода от одного мероприятия к другому
Методика определения очередности развития станций методом ди-
намического программирования. Выбор рациональной этапности прак-
тически удобно свести к известной задаче о наборе высоты и ско-
рости летательным аппаратом [33], что и было использовано
Ю П.-Наяшковым, однако он не использовал все возможности и
преимущества динамического программирования Например, опти-
мальный срок ввода очереди (этапа) определен не по графику в коор-
динатах время — состояние, а по формуле
£^ = {3.-3^ (V-59)
где Еи — нормативный коэффициент сравнительной эффектив-
ности;
Кат — капитальные вложения, необходимые для перехода от
одной очереди развития к другой;
31, Э2 — годовые эксплуатационные расходы соответственно
без учета и с учетом этих работ,
9В* 263
(Эх — 52)<опт — экономия годовых эксплуатационных расходов в ре-
зультате перехода от одной очереди развития к другой
(т. е. ввода новой очереди). Индекс /опт означает
год, к которому относятся эксплуатационные рас-
ходы.
Однако формула (V-59) в ряде случаев не гарантирует действитель-
но оптимальных решений. Как это будет видно далее при строгом клас-
сическом решении задачи динамическим программированием, оптималь-
ная схема развития устройств комплекса расформирования должна
предусматривать: эксплуатацию горки в течение первых четырех лет
с техническим оснащением по варианту 1, к началу пятого года переход
на вариант 4 и к началу десятого года — на вариант 5. Однако по дан-
ным рис. 115, построенного с использованием формулы (V-56), полу-
чается, что переход в четвертом году эксплуатации от варианта 1 к ва-
рианту 4 будто бы экономически нецелесообразен, так как 0,1 • 55 >
> 571—576. Нецелесообразен также, якобы, и переход в девятом году
с варианта 4 на вариант 5 (0,1 • 106 > 613—618). Это говорит о том,
что для определения сроков перехода на новое техническое оснащение
пользоваться формулой (V-59) не следует. Надо рассматривать все
возможные варианты перехода от одного технического оснащения ком-
плекса расформирования к другому с использованием известного
принципа оптимальности. Для определения оптимальной ’этапности
усиления мощности комплекса расформирования построен график
в координатах время — состояние (рис. 116).
Исследования МИИТ и ЦНИИ МПС свидетельствуют о значитель-
ном влиянии на выбор этапности различий в стоимости перехода от од-
ного технического оснащения к другому в каждый год периода Т лет.
Это различие может достигать 40%. Размер увеличения стоимости за-
висит от величины загрузки реконструируемого устройства. Стоимости
перехода от одного технического оснащения к другому были определе-
ны на основе рассмотренных ранее условий сооружения второго пути
надвига, устройства второго пути роспуска и др.; результаты расчетов
представлены в табл. 57 в тыс. руб. При составлении ее не следует рас-
сматривать переходы, не обеспечивающие прироста наличной перераба-
тывающей способности, а также логически недопустимые, например от
варианта 2 (горка с двумя путями надвига) к варианту 4 (горка с одним
путем надвига).
В графике определены и ежегодные приведенные расходы при неиз-
менном техническом оснащении горки (горизонтали на рис. 116) и
изменении его (диагонали на рис. 116). В первом случае расходы
определены по формуле
Sr — (Э АлгцпКпп^) 'Пэ» (V-60)
где Э — общие годовые эксплуатационные расходы в рас-
сматриваемом варианте технического оснащения
при потребных среднегодовых размерах перера-
ботки пр; находят по формуле (V-56);'
264
Рис. 115. График изменения общих эксплуатационных расходов Э в различных вариантах технического
оснащения
в
время (годы)
Рис 116 График оптимальной этапности увеличения мощности комплекса расформирования
/\тии — дополнительное количество приемных путей, ко-
торое требуется при размерах переработки сле-
дующего года (например, по табл. 58 в варианте
1 на пятом году эксплуатации требуется 6 путей,
а к началу шестого года — 10);
Кпп — стоимость укладки одного пути в парке приема
(Кпп = 270 тыс. руб.);
R — коэффициент, учитывающий изменение стоимо-
сти строительства, осуществляемого в процессе
эксплуатации;
т|э = -—5—rj — коэффициент приведения, учитывающий умень-
Щ-£нп)
шение значимости затрат, которые совершаются
через / лет; величины т]э проставлены в нижней
части рис. 116.
Во втором случае расходы найдены по формуле
5Д = [Э + ($ДЯвар + АтпЛг,) /?] Пэ, (V-61)
где ХДКдар — дополнительные капитальные затраты при переходе
от одного варианта технического оснащения горки
к другому (см. табл. 57);
Дягпп — требуемое количество дополнительных приемных путе-
тей при переходе на новое техническое оснащение гор-
ки и размерах переработки следующего года (требуе-
мое число путей может быть равно имеющемуся, боль-
ше или даже меньше него).
Ежегодные приведенные расходы (в тыс. руб.) проставлены на гори-
зонталях и диагоналях рис. 116. При этом если переход от одного тех-
нического оснащения горки к другому (по диагонали) связан с умень-
шением требуемого числа путей на один, то соответствующий расход
отмечен одной звездочкой (например, в первом году эксплуатации от
варианта 1 к варианту 5); если на два пути — двумя звездочками (на-
пример, на девятом году эксплуатации от варианта 1 к варианту 3)
и т. д. При переходе рассматриваемой системы из начального состояния
(Т = 0) к конечному (Т = 20 лет) возможны 4115 вариантов схем этап-
ного усиления развития комплекса расформирования. Очевидно, выб-
рать рациЬнальную этапность обычным методом расчета очень трудно.
Поэтому нами и использован принцип оптимальности [33], [34], обес-
печивающий минимальную сумму приведенных расходов за 20 лет.
Оптимальное управление (политика) обладает тем свойством, что
каковы бы ни были, первоначальные состояние и решение, последую-
щие решения должны основывать оптимальную политику относительно
состояния, полученного в результате предыдущего решения. Обычно
оптимальное управление методом динамического программирования
ищут в обратном направлении от года Т к году Т — 1 и т. д. В рас-
сматриваемой же задаче поиск удобнее вести в естественном направле-
нии от начального года к конечному. Покажем порядок использования
принципа оптимальности. Из рис. 116 видно, что переход в узел 1—1
возможен только из узла 1—0\ приведенная стоимость перехода состав-
268
ляет 514 тыс. руб.; сумма затрат от начального состояния (Т = 0) так-
же равна 514 тыс. руб. Для упрощения расчета (не влияющего на выбор
рациональной этапности) стоимость технического оснащения началь-
ного варианта можно не учитывать.
В узел 2—2 можно попасть двумя путями: из узла 1—1 с суммарной
затратой 514 + 595 = 1109 тыс. руб. и из узла 2—1 с суммарной зат-
ратой 638 + 485 = 1123 тыс. руб. Оптимален первый путь (по диаго-
нали), обозначенный на чертеже точками. Аналогично просчитывают-
ся все узлы последовательно за первый, второй, третий и т. д. годы,
вплоть до последнего, двадцатого года. При этом могут быть случаи,
когда при оптимальном переходе от одного технического оснащения
горки к другому требуется меньше приемных путей (затраты на такой
переход отмечены звездочками). Тогда возникнут дополнительные рас-
ходы на содержание большего, чем нужно, числа путей. Однако в даль-
нейшем наличие этих путей будет снижать ранее намеченные капиталь-
ные затраты на их сооружение. Например, в узел 5—1 бптимальный
путь из узла 1—0 требует затрат 701 тыс. руб. После перехода в узел
5—1 число приемных путей в нем, как и в узле 1—0, будет равно шести
(табл. 58). А так как дальнейшие стоимости перехода определялись ис-
ходя из того, что в узле 5—1 число путей равно пяти, то потребуется
корректировка расходов при переходе из узла: 5—1 в узел 5—2 на
ДтппЭсод т)э = 1 • 5,9 • 0,857 5; 5—2 в узел 5—3 на 1 • 5,9 X
X 0,794 = 5; 5—3 в узел 5—4 на 1 • 5,9 • 0,735 4; 5—4 в узел 5—5
на (АтппЭсод — ДтПпКппЯ)*Ь = G • 5,9 — 1 • 270 • 1,25)0,68 £*
—216 тыс. руб. Скорректированные стоимости проставлены на
рис. 116 в скобках.
Таким образом, минимальная сумма приведенных расходов.
(8566 тыс. руб.) получается при выходе в двадцатом году на техничес-
кое оснащение варианта 5. Чтобы установить оптимальную этапность
развития комплекса расформирования, надо от узла 5—20 двигаться
в направлении к начальному году только по линиям, которые отмечены
точками, т. е. по минимальным значениям промежуточных критериев
на каждом шаге. Оптимальная схема развития комплекса расформиро-
вания (на рис. 116 соответствующие ей линии отмечены крестиками):
в течение первых четырех лет работать с техническим оснащением по
варианту!, затем к началу пятого года|перейти на вариант 4 и R на-
чалу десятого года выйти на вариант .5. В течение 20 лет усиление
перерабатывающей способности горки будет осуществляться два раза
(в четвертом и девятом годах). Получив большее число этапов, можно
некоторые из них объединять, чтобы общее их количество за 20 лет не
превышало трех-четырех.
Необходимо отметить, что любая Другая схема этапности (отличная
от оптимальной) сопровождается, как правило, увеличением суммы
приведенных расходов. Так, сумма затрат, соответствующая схеме
овладения заданными объемами переработки с минимальными резер-
вами, равна 9176 тыс. руб., или на 610 тыс. руб. больше, чем при оп-
тимальной'этапности. В среднем за 20 лет загрузка горки составит
87% при обеспечении, однако, 100% надежности комплекса расформи-
269
рования. Очевидно, что рациональную этапность можно выбрать и для
новой станции; в этом случае все варианты технического оснащения ее
рассматривают как начальные.
По аналогии с методом абсолютного расчета плана формирования
поездов, разработанным чл.-корр. АН СССР А. П. Петровым, рассмот-
ренный нами выбор рациональной этапности можно назвать методом
абсолютного расчета освоения заданных объемов работы. Порядок
этого расчета поддается формализации, поэтому можно составить про-
грамму для решения задачи на ЭВМ.
Из табл. 58 следует, что при оптимальной этапности загрузка горки
на протяжении двадцатилетнего периода будет следующей: 0,60 (или
60%); 0,63; 0,67; 0,72; 0,64; 0,67; 0,70; 0,73; 0,77; 0,72; 0,74; 0,76; 0,77;
0,78; 0,80; 0,81; 0,82; 0,83; 0,85 и 0,86. Таким образом, экономически
целесообразная загрузка горки уэк составляет: I этап (4 года) — 0,66;
II Этап (5 лет) — 0,70; III этап (11 лет) — 0,80. В течение 20 лет эконо-
мически целесообразна загрузка горки 0,74, или 74%. При этом эконо-
мически целесообразный резерв от наличной мощности равен рнК =
— 1—Так 1—0,74 = 0,26, или26%. Если же необходимо найти потреб-
ную мощность сортировочного устройства с учетом экономически целе-
сообразного резерва, то его величина будет равна рпК = —0,35,
или 35%.
4. УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Закономерности изменения тяговых нагрузок
Вопрос об усилении и проектировании устройств электроснаб-
жения для заданных размеров и скоростей движения, типов электро-
подвижного состава и расчетных межпоездных интервалов решают на
основании технико-экономической оценки каждого мероприятия.
Последовательность проведения их устанавливают, учитывая темпы ро-
ста перевозок и скорости движения, т. е. темпы роста расходов электро-
энергии. Параметры устройств электроснабжения выбирают по расчет-
ным^нагрузкам (наибольшим, допускаемым по нагрузочной способно-
сти оборудования) и необходимым резервам.
Тяговая нагрузка характеризуется большой неравномерностью как
в длительные периоды (месяц, год), так и в течение суток. Величина и
колебаний ее для каждого конкретного участка зависят от количества
поездов в единицу времени (размеры движения); неравномерности их
движения (месячная, внутримесячная, внутрисуточная); сочетания по-
ездов различного веса (на двухпутных н многопутных участках —
на обоих путях), а также от изменения (колебания) токов, потребляе-
мых отдельными поездами. Неравномерность нагрузок увеличивается,
когда на пути, контактной сети или тяговых подстанциях выполняются
ремонтно-ревизионные или восстановительные работы. При этом могут
быть отключены некоторые подстанции или изменена схема движения
поездов.
270
Закономерности изменения тяговых нагрузок изучались теорети-
чески и по эксплуатационным данным экспериментально-статистичес-
ким методом. Расчетную (наибольшую среднюю за время t) нагруз-
ку Ц подстанции можно определить по формуле
Л = /с = Л + & = /с (1 + Ре «г/), (V-62)
где /с — средняя нагрузка за период Т-
— отношение наибольшей средней нагрузки за время t к сред-
ней нагрузке за период Г;
— среднее квадратическое отклонение нагрузки за время /;
— нормированное отклонение;
Kpt — коэффициент вариации.
Для определения расчетных нагрузок в исследованиях найдены зна-
чения ки£, о£, и Kvt при t, равном суткам, 1 ч, минутам. Для стати-
стической оценки суточной неравномерности в расходовании электро-
энергии для всех тяговых подстанций электрифицированных железных
дорог были определены следующие показатели:
Лсг — среднесуточный расход энергии за год;
/сим—месячный коэффициент неравномерности—отношение средне-
суточных расходов энергии в месяц наибольшего ее потребления
к средней за год;
кис ~ суточный коэффициент неравномерности — отношение расходов
* энергии в сутки наибольшего ее потребления' к среднесуточной
за год илн месяц.
Анализ гистограмм распределения коэффициентов, построенных по
результатам статистической обработки (рис. 117), показывает, что ха-
рактер зависимости изменяется мало, наибольшую вероятность имеют
значения кио = 1,3,..., 1,4 и /сим = 1,1, ..., 1, 2, но при этюм систе-
матически возрастают доли меньших и снижаются доли большие зна-
чений. Следовательно, в ориентировочных расчетах на перспективу
вподне обоснованно можно принять кис = 1,35 и ким = 1,15.
Особенность и преимущество этих коэффициентов те, что они учи-
тывают в совокупности влияние на величину нагрузки грузонапряжен-
ности, размеров движения, мощности электроподвижного состава и
параметров систем электроснабжения. Коэффициенты, характеризую-
щие неравномерность движения, имеют большие значения, так как
вследствие неравномерности в потреблении энергии отдельными поез-
дами, а также несовпадения сгущения поездов по отдельным на-
правлениям происходит снижение неравномерности в расходовании
энергии тяговыми подстанциями.
Наибольшие значения коэффициентов (см. рис. 117) имеют очень
малую вероятность (около 1%), а диапазон колебания кис (1,05—
3,65) значительно выше, чем ким (1,05—1,75). Последнее закономерно,
так как расходэнергии в интенсивные сутки случаен (резкое изменение
метеорологических условий, нарушение в организации движения по-
ездов, отключение соседних подстанций и др.). Исследование зако-
номерности изменения ки0 методами корреляционного и регрессионного
анализа позволило установить зависимость их средних значений от
расхода энергии в средние сутки года Асег (рис. 118). Получены устой-
271
чивые зависимости для подстанций, питающих двухпутные участки по-
стоянного тока в зоне Ас 160 МВт и переменного тока в зоне
165 МВт: с увеличением среднесуточных расходов энергии величина
кис уменьшается. Однако значения /^с для подстанций переменного
тока при одних и тех же суточных расходах энергии выше, что объяс-
няется большей длиной межподстанционных зон, а следовательно, и
меньшим удельным энергопотреблением.
Рис 118 Зависимость средних значений коэффициентов кИс от среднесуточного
расхода энергии за год:
\1 — переменный ток 3 кВ; 2 — постоянный ток 25 кВ
272
Рис. 119. Гистограмма распределения
коэффициентов ежегодного прироста
ка в расходе энергии тяговыми под-
станциями
Рис 120. Зависимость коэффициентов
ка от длительности рассматриваемого
периода
На дорогах с преимущественно пригородным движением наиболь-
ший расход энергии падает на‘зимние месяцы (в основном декабрь и
январь); с интенсивным пассажирским движением—на август и сен-
тябрь; в восточном направлении — на период наибольших грузовых
перевозок (октябрь — декабрь). Расход энергии в месяцы, смежные
с ними, незначительно отличается от максимального, поэтому его не-
обходимо считать возможным для двух-трех месяцев в году. Расход
энергии в интенсивные сутки месяца Аисм при различных среднесуточ-
ных Асм расходах за месяц определяется выражением Аисм = кисмХ
хЛсм, гДе кисм — коэффициент неравномерности—отношение расхода •
энергии в сутки наибольшего ее потребления к среднесуточной за месяц
(в среднем 1,3).
Для прогнозирования среднесуточных нагрузок на перспективу не-
обходимо знать величину ежегодного прироста расходов электро-
энергии. На ряде электрифицированных направлений этот рост для от-
дельных подстанций составляет 5—10%, а на некоторых с очень ин-
тенсивным движением и на ответвлениях — 1—4% (рис. 119 и 120).
Используя зависимость (см. рис. 120), можно прогнозировать расход
электроэнергии на год t по формуле
At = Л0«п.
Если известен расход электроэнергии At, то на год (t + п) его мож-
но определить по формуле
A(f+n) = At- (V-63)
На перспективу ориентировочно расход энергии можно найти по
формуле
At = Ао • 1,04*. (V-64)
273
Рис. 121. Зависимости для участков различной протяженности за длительные
периоды:
а — Kv4 от 4с; б — Кич и 0ч от 4с
Рис. 122. Зависимость «ич от расхода
энергии в средние сутки:
/ — за год; 2 •— за средние сутки интенсивного
месяца; 3 — за средние сутки года
Неравномерность нагрузокТяговых подстанций за длительные пе-
риоды оценивалась не только по суточным, но и по часовым расходам
энергии. Для отдельных тяговых подстанций, а также участков протя-
женностью до 700 км за периоды от нескольких месяцев до года и боль-
ше коэффициенты kv4, кич и(Зч изменяются при различных Ас в значи-
тельных пределах, однако по определенной закономерности (рис. 121).
Коэффициент рч почти не зависит
от среднесуточного расхода энер-
гии и может быть в ориентиро-
вочных расчетах для Ас >
> 1 М Вт-ч- принят равным 4,
а коэффициенты коч и кич умень-
шаются с увеличением Ас.
Обобщенные зависимости
кич Иссг) Для интенсивного часа
года кичг, месяца /сичм и суток кичс
(рис. 122) дают возможность с
доверительной вероятностью
0,95 определять наибольшие воз-
можные часовые нагрузки Рнб
при заданном среднесуточном
расходе энергии Ас за этот же
период, пользуясь следующим
выражением:
274
Рнб=«иЧ^-. (V-65)
Эту же величину можно опре-
делять с доверительной вероят-
ностью 0,90, используя зависи-
мость kV4 (Ас), если принять его
среднестатистическое значение
(см. рис. 121):
/’нб=^-(1+Рч«0Ч), (V-66)
где 1 4- рч кич = кич, или kv4 =
_ Кич I
Рч
Для периода год и больше наи-
большее значение кич (рис. 123)
достигает 3,92, однако вероятность
этого очень мала;, если принять ее
равной 0,995, то наибольшие значе-
ния кич колеблются для всех рас-
смотренных подстанций в пределах
1,6 —2,3"; в среднем их можно
принять равными 2,0. Характер
распределения одинаков, поэтому
для расчетов можно пользоваться
средней кривой. Аппроксимированное уравнение ее1 имеет следую-
щий вид:
0,661к3.1
р =
кич— 0,47
0,712 + 0,3891/0,827кич—1
0,9 + 0,162 Уо,645кич—1
0,953 4- 0,02«ич
Рис. 123 Эмпирическая кривая функ-
ции распределения коэффициентов
кИч за длительный период
для 0 s Ск„ч< 0,62
» 0,62 <км< 1,24
» 1,24« S кич< 1,58
» 1,58 s С кич< 2,10
» 2,10 s кич < 2,35
Величину для расчетной продолжительности 5, 10, 15 лет с по-
грешностью, непревышающей 5%, можно вычислить теоретически по
формуле, предложенной Э. Гумбелем:
Рг = 0,7797 In 0,45005, (V-67)
де Na — расчетная продолжительность;
Wa — вероятность появления расчетной нагрузки.
Внутрисуточная неравномерность. Корреляционную связь между
суточным расходом энергии и коэффициентами, характеризующими
1 Аппроксимация кривой выполнена Б. Н. Гриньковым.
275
внутрисуточную неравномерность, можно показать аналитически. Су-
точный расход энергии подстанции
Ас = 1СУС • 24,
где Uc — среднесуточный уровень напряжения на первичной стороне
тяговых трансформаторов, кВ;
/с — среднесуточная нагрузка подстанции, А:
т т л
п01 = 2 "~^-1 > (V-68)
г = 1 г = 1 тг
х — доля тока, приходящаяся на рассматриваемую подстанцию;
т — число фидеров;
Ао — средневзвешенный расход энергии по типам поездов, кВт • ч;
пч — число поездов в 1 ч в среднем за сутки;
UT — среднее «для фидера напряжение на токоприемнике электро-
подвижного состава, кВ.
В период t интенсивной нагрузки подстанции расход энергии равен
At =
где Ut — среднее за время/напряжение на первичной стороне тяговых
трансформаторов, кВ;
t — длительность интенсивного периода, ч;
lt — средняя за время t нагрузка тяговой подстанции, А:
г _ XZ ^oi ПЧ1
Лл U'\
Z = 1 тг
Тогда
, , V1 ^01 ПЧ1
ut Z 7Г
„ л-24 "1
Если бы At оставался постоянным, а суточный расход энергии
изменялся, то зависимость ки/ (А с) имела бы гиперболический характер.
В действительности значения At и Ас корреляционно связаны,
так как изменяются под влиянием одних и тех же факторов (суточного
числа и веса поездов, мощности локомотивов). Поэтому для определе-
ния значений киг при 15 < t< 60 мин (рис. 124—126) использован
экспериментально-статистический метод. В отдельных случаях
(например, для выбора полупроводниковых выпрямителей) необхо-
димо определить расчетную нагрузку за периоды, меньшие 15 миу.
Тогда можно пользоваться эмпирическими формулами или кри-
выми. Вывод этих формул основан на наличии корреляционной
276
Рис 125. Зависимость средних значений
коэффициента неравномерности кИч (Лс)
для тяговых подстанций, питающих
двухпутные участки переменного тока
при Лс^50 тыс. кВт-ч
Рис 124. Зависимости средних значений
коэффициентов неравномерности ки< (Лс)
для тяговых подстанций, питающих одно-
путные участки постоянного тока
(Лс) для тяговых подстанций, питающих двухпутные участки постоянного тока:
1 — Кич, 2 — Кязо', 3 — Кщъ
277
Рис. 127. Зависимости одноминутных рас-
четных нагрузок /р/ полупроводниковых
выпрямителей от расхода энергии или на-
грузки подстанции в средние сутки' года:
I — участки с пригородным движением; 2 — маги-
стральные участки.
связи между ки{ и длитель-
ностью рассматриваемого пе-
риода t<Z 1 ч. Регрессион-
ное уравнение этой зависимо-
сти имеет вид
«tri '
«и< = —, (V-69)
ta
!ёгси1, — 1g к
где а =-----------------—;
1,778
для t = 1 мин киг = ;
для / = 1 ч кИч=
Величину наибольшей од-
номинутной нагрузки /Г)
появляющейся в период наи-
большей часовой нагрузки,
можно найти по формуле
Л' = /ич + С (V-70)
Коэффициент С зависит от
типа электровоза и частоты
появления пусковых токов
/онб. Ориентировочно при
одиночной тяге С = 0,67 х
X У70Нб- Для подстанций,
питающих станции отправле-
ния, где большое количество пусков, значение С на 20—25% выше,
а для промежуточных подстанций, расположенных на затяжных подъе-
мах, — на 30—35% ниже. Для подстанций, питающих участки с дви-
жением электропоездов, С можно принимать равным 30. Наибольшую
одноминутную нагрузку, появляющуюся в течение года с вероят-
ностью 0,999, можно определить по кривым на рис. 127.
Потребная мощность тяговых подстанций
Мощность тяговой подстанции должна обеспечить бесперебойный
пропуск заданных на расчетный год эксплуатации размеров грузового,
Пассажирского и пригородного движения поездов с установленными ве-
сами и скоростями как в течение длительного времени без сгущения,
так и в ограниченные интенсивные периоды. Для подстанций перемен-
ного тока она Зависит от трансформаторов, постоянного тока—от пони-
зительных трансформаторов и выпрямительных агрегатов. Мощность
трансформаторов определяет износ изоляции и нагрев их обмоток.
Если известна среднесуточная нагрузка Лсйм подстанции постоянного
278
тока в интенсивный месяц и плеч питания Дсп и Дсп Для подстанции
переменного тока, то наибольшую часовую мощность Рич можно найти
по зависимостям на рис. 124—126. При известных значениях Дс (или
Дсп) и Рич потребную мощность трансформатора находя! с помощью
номограммы, по которой определяют значения коэффициентов кноМ
(рис. 128). Мощность трансформаторов подсчитывают по формулам для
подстанций:
постоянного тока
— —ЛИ0М1
24
(V-71)
переменного тока
S = (0.09Д 'п кйом + О.ОЗД "а к"ом) (0,87 + 0,04 (V-72)
\ ~ Дсп /
где Деи > Дсп-
Для ориентировочных расчетов можно пользоваться усредненными
кривыми I и II на рис. 128. Принято, что на тяговых подстанциях для
обеспечения необходимого резерва должна быть установлено не меньше
30. W 50 SO 10 80 90 100 110 120 НО 150 160 170 130 190 200 210220 Ц^А^Квтч
‘ 50100 200 300600 107Агп,кВт ч
Рис. 128. Зависимость кНом (Дс) при следующих значениях часовой мощности
подстанции Рич:
для переменного тока; / — 2750; 2 — 5500; 3 — 8250; -#— 11 000; 5— 13 250; 5 — 15 500; 7 — 19 250;
Т — 22 000 кВА; для постоянного тока: 7,7' — 2000 ; 8,8' — 3000; 9,9', — 4000; 10,10' — 5000;
11,11’ — 6000; 12,12’ — 7000; 13,13' — 8000, 14,14' — 9000; 15,15' — 10 000, 15 — 11 000; 15' —
12 000 кВт; 1,11----среднестатистические значения (кривые /и обозначенные цифрой со
штрихом, относятся к восьмиосным электровозам или участкам с подъемами более 10%o)
279
Рис. 129. Зависимости расчетных нагрузок от расхода энергии
в средние сутки интенсивного месяца:
трансформаторов 1, полупроводниковых выпрямителей для магистраль-
ных 2 и пригородных 3 участков
двух трансформаторов. При этом для необходимого резервирования 1
мощность каждого из них должна соответствовать подсчитанной по
указанным ранее формулам и уменьшенной на^30%.
Мощность полупроводниковых выпрямителей определяется макси-
мально допустимой температурой р — п структуры вентилей при оп-
ределенных тепловых условиях. Потребную мощность полупроводни-
ковых выпрямителей определяют по расчетной нагрузке, сопоставляя
ее с предельно допускаемой. Расчетной нагрузкой для полупроводни-
кового выпрямителя является наибольшая одноминутная нагрузка;
ее можно определить по зависимостям, представленным на рис. 127.
ГОСТ 18142—72 (Агрегаты преобразовательные с силовыми полу-
проводниковыми кремниевыми вентилями) рекомендует номинальный
ток агрегата принимать равным среднеквадратичному значению за
30 мин (время усреднения), допуская следующие перегрузки: 1 мин —
100; 2 мин —• 75; 5 мин — 50'и 15 мин — 25%. Расчетную нагрузку
полупроводникового агрегата, соответствующую его номинальному
току, подсчитывают по формуле
/рВ = 0,013Аоимкизо-, (V-73)
где Асим — расход энергии в сутки месяца интенсивного расхода
энергии;
кнзо' — коэффициент превышения среднесуточного расхода энер-
гии в период t — 30 мин (определяется по кривым на
рис. 124, 126).
1 Исследования выполнены совместно с В. Н. Давыдовым.
280
Для ориентировочной оценки значений расчетных нагрузок транс-
форматоров и полупроводниковых выпрямителей можно пользоваться
зависимостями, представленными на рис. 129.
Сравнение способов усиления пропускной способности
Пропускная способность электрифицированных дорог по устрой-
ствам электроснабжения может быть увеличена повышением мощно-
сти существующих и строительством промежуточных тяговых подстан-
ций; подвеской усиливающих проводов; установкой вольтодобавочных
устройств, устройств продольной и поперечной компенсации; повы-
шением напряжения в системе постоянного тока с 3 до 6 и 12 кВ, в си-
стеме однофазного переменного тока с 25 до 50 кВ; установкой в меж-
подстанционных зонах постоянного тока преобразовательных пунктов
? питанием от продольной линии 6 кВ постоянного тока, использовани-
ем системы переменного тока 2 X 25 кВ; автоматическим регулиро-
ванием и стабилизацией напряжений в системе электроснабжения.
Способы усиления пропускной способности по устройствам электро-
снабжения можно разбить на две группы: первая без изменения номи-
нального напряжения, а следовательно, без замены электровозов;
вторая — переход на другие системы тяги с заменой электровоз^»
Система постоянного тока 3 кВ осуществлена на наиболее грузо-
напряженных направлениях сети. Непрерывный рост весов грузовых
поездов и скоростей их движения, а также связанный с этим рост мощ-
ности электроподвижного состава-требуют усиления на этих направле-
ниях системы электроснабжения. Отделением электрификации
ЦНИИ МПС исследованы все существующие способы усиления этой
системы [361. Для анализа граничных возможностей системы постоян-
ного тока 3 кВ установлены зависимости (рис. 130) между удельной
среднегодовой мощностью а на межподстанционной зоне и ее длиной
/: фактические и расчетные допускаемые мощностью подстанций,
потерей напряжения в тяговой сети и нагревом проводов контактной
сети. При расстоянии между подстанциями меньше 16 км на двух-
путных и 20 км на однопутных линиях допустимую нагрузку ограни-
чивает нагрев проводов контактной подвески (М120 + 2МФ100 на
путь), при больших расстояниях — потеря напряжения.
Для повышения пропускной способности по уровню напряжения
в контактной сети могут быть использованы Трансформаторы с регули-
рованием напряжения под нагрузкой (понизительные ТДТНГ-15(20)
и тяговые ТМРН-15000/10, ТДРУНГ.-20000/110, ТДЦТРУН-25000/110,
ТДРУ-20000/35 и ТДПУ-20000/10), а также система, состоящая из
трансформатора и устройства телемеханического регулирования на-
пряжения (У ТРИ К). Такая система телеавтоматического регулирова-
ния (СТАРНК-ПС-73) с трансформаторами ТДРУ-20000/35 и ТДПУ-
20000/10 опробована на одном из участков Свердловской дороги. Она
позволяет поддерживать заданные напряжения на посту секциони-
рования или среднее напряжение за время хода поезда по межподстан-
ционной зоне, разницу в напряжениях на шинах соседних подстанций,
не допуская выхода за предельные значения напряжения на токо-
10 Зак. 984 281
приемниках электровозов, а также обеспечивать надежное рекупера-
тивное торможение.
Технико-экономическое сравнение способов усиления системы по-
стоянного тока 3 кВ показало следующее. Из способов первой груп-
пы наилучшие технико-экономические показатели дает сооружение
промежуточных тяговых подстанций или постов, питающихся по ли-
ниям 6 (12) кВ. Однако при этом остается ограничение по нагреву про-
водов контактной сети; для устранения его требуется подвеска усили-
вающих проводов. Из способов второй группы при удельной среднего-
довой мощности а = 187 кВт/км и существующих расстояниях между
подстанциями переход на другие системы (6, 12 кВ постоянного тока и
25 кВ переменного тока) нецелесообразен. При вдвое большем значении
а наименьшие приведенные затраты имеет переход на систему постоян-
Рис 130. Среднестатистические среднегодовые наибольшие аНб, средние ас и рас-
четные граничные зависимости удельной среднегодовой мощности а от длины
межподстанционной зоны I для участков электрифицированных на постоянном
токе:
а — двухпутные участки, б — однопутные, 1 — по Д(7нб=600 В при узловой схеме и 3 —
при параллельном соединении; 2 и 4 — то же по Д(7нб“900 В; 5— по мощности подстан-
ций 2 МВт; 6 — по нагреву проводов контактной сети
282
ного тока 6 кВ, при этом не будет опасности перегрева проводов кон-
тактной сети. Если подстанции заменить через одну постами секциони-
рования (т. е. вдвое увеличить расстояние между подстанциями), то
следует перейти к системе 6 кВ постоянного тока при а = 187 кВт/км
и 12 кВ или переменного тока 25 кВ при а = 374 кВт/км.
Переход на новые системы, связанные с заменой локомотивного
парка, возможен только для целых тяговых плеч, поэтому, определяя
технико-экономическую целесообразность его, необходимо учитывать
уже выполненное усиление участков, электрифицированных на по-
стоянном токе, а также перспективы по сооружению разгружающих
ходов и вторых путей.
Проектирование оптимальной системы
электрической тяги на ЭВМ
На выбор оптимальных значений веса и скорости поездов, опти-
мальных схем и параметров системы электроснабжения большое влия-
ние оказывает тип электроподвижного состава. Проектированием обыч-
но предусматривается условное разделение режимов работы системы
электроснабжения и электроподвижного состава, так как тяговые рас-
четы выполняются при условной номинальном напряжении на токо-
приемниках электровозов. Использование ЭВМ позволяет исключить
ряд.условностей и ограничений и проектировать оптимальную систему
электрической тяги на основе комплексного анализа основных элемен-
тов с учетом ^х взаимозависимости. Сущность предлагаемой методики
состоит в следующем. При наличии данных: профиля участка, расста-
новки сигналов автоблокировки и координат остановочных пунктов—
рассматривают ряд вариантов системы электрической тяги (сочетание
различных типов подвижного состава, параметров системы электро-
снабжения при заданных грузопотоках и числе пассажирских поездов)
и выбирают оптимальный по минимуму приведенных затрат, обеспе-
чивающий все технические требования и критерии.
Все представленные (рис. 131) программы можно разделить на четы-
ре группы:
подготовка исходных данных 1 и возможных вариантов исходных
параметров 2: профиль; расстановка сигналов автоблокировки; коор-
динаты остановочных пунктов; расстояния между подстанциями
(с привязкой к остановочным пунктам); контактная подвеска и типы
рельсов; типы оборудования и их технические характеристики; типы
электроподвижного состава и вес поездов (в зависимости от типа
э. п. с., профиля, длины станционных путей и удельной нагрузки);
внешнее электроснабжение и данные о районных потребителях; размеры
движения в различные периоды года (летний и зимний), а также рост
грузопотоков на 5, 10, 15 и 20-й годы; тяговое обслуживание;
оценка режимов работы системы электрической тяги: тяговый рас-
чет 3 с учетом коэффициента Кьи, упрощенно оценивающего влияние
сопутствующих поездов на режим работы расчетного электровоза, для
определения исходных данных и оценки наименьшего .и наибольшего
межпоездных интервалов при движении с максимальной скоростью и
10* 283
частичной оптимизацией режима ведения (без рекуперации); построение
кривой распределения интервалов 4 для заданного числа и типов по-
ездов; расчет 5 (с учетом и без учета компенсирующих устройств)
годовых потерь электроэнергии, среднего уровня напряжения на
токоприемниках электровозов, распределения токовых нагрузок по
плечам, среднегодового относительного износа изоляции трансформа-
торов, максимальных нагрузок фидеров, плеч и подстанций и расчет 6
несимметрии токов и напряжений на шинах районных потребителей;
проверочный расчет 7 системы электрической тяги при движении по-
ездов в оптимальном режиме с заданными межпоездными интервалами
(с проверкой тяговых двигателей по нагреву), когда типы поездов оп-
ределяются как наиболее вероятные при одновременном нахождении
в зонах питания тяговых подстанций; расчет 8 пропускной способности
по устройствам электроснабжения при вынужденных режимах с про-
веркой тяговых двигателей на нагрев и оценка мешающего и опасного
воздействия на линии связи, оценка величины блуждающих токов;
Оценка 9 надежности работы системы электрической тяги;
оценка 10 основных экономических и технических показателей
вариантов: капиталовложений, эксплуатационных расходов и при-
веденных затрат (с учетом скоростные расходов); времени хода по уча-
стку и средней технической скорости для поезда каждого типа; годовых •
потерь электроэнергии, годового потребления ее на тягу (с учетом и
без учета рекуперации) н полного с учетом нетяговых (в том числе и
районных) потребителей; коэффициента мощности на шинах тяговых
подстанций без учета и с учетом влияния компенсирующих устройств;
коэффициента использования установленной мощности тяговых под-
станций, числа часов использования максимума нагрузки; общей коли-
чественной характеристики: числа тяговых подстанций; типа тяговых и
Рис. 131 Обобщенный комплекс программ для выбора параметров системы
электрической тяги
284
понизительных трансформаторов, выпрямительных агрегатов; типа
подвески, числа, сечения и общей длины проводов контактной сети на
перегонах; числа постов секционирования и пунктов параллельного
соединения контактной сети; затрат цветного металла;
выбор 11 наилучшего варианта по техническим и экономическим
показателям, а также по условиям надежности работы системы.
Понятие надежности связано с понятием об отказе, который снижает
работоспособность системы или приводит к полной ее потере. Работо-
способность дороги определяется возможностью пропуска поездов по
максимальному графику движения. Потому все показатели, измейенйе
которых сверх установленных границ может привести к нарушению
этого графика, являются показателями надежности. Показатели, ха-
рактеризующие надежность электроснабжения, следующие: интервал
/р между поездами, определяющий максимальную пропускную способ-
ность по перегонам; минимальное и максимальное напряжения на токо-
приемниках электровозов и_среднее за время потребления электро-
энергии в межподстанционных зонах; износ изоляции обмоток транс-
форматоров и наибольшая температура обмоток; наибольшая эффектив-
ная (за 30 мин) и максимальная нагрузки фидеров; величина и длитель-
ность наибольшей температуры нагрева проводов контактной сети и
питающих линий; максимальная за 1 мин нагрузка и наибольшая тем-
пература р — fi перехода полупроводниковых выпрямителей; ток ко-
роткого замыкания.
В организации следования поездов используются два расчетных
режима:
первый — вероятностный, когда интервалы между поездами из-
меняются случайно по заданному распределению (при этом сохра-
няется как ограничивающий — Минимальный, полученный из тягойО-
го расчета, так и средний, соответствующий заданным размерам дви-
жения);
второй — с заданными для каждого направления межпоездными
интервалами и весами поездов.
Режим работы системы электрической тяги определяется не
только числом поездов, но и их весом. В первом режиме, ко-
торый определяет реальные условия работы системы в среднем
за длительный период, принимается изменение весов по заданному
распределению. Этот режим дает возможность, используя метод
статистического моделирования, получить среднесуточные потери
энергии в системе электроснабжения, уровень напряжения на
токоприемниках электровозов за время хода их под током, относитель-
ный изйос изоляции обмоток трансформаторов и соответствующую
этому износу наибольшую температуру нагрева обмоток. При этом в ка-
честве исходных нагрузок поездов используются данные тяговых рас-
четов, выполненных с учетом коэффициента Кди.
Расчет по второму режиму позволяет, используя метод математи-
ческого моделирования (учитывая изменяющееся напряжение на токо-
приемнике электровоза), получить показатели, характеризующие
надежность работы системы электрической тяги.
285
5. ЛОКОМОТИВНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Потребная пропускная способность устройств1 *
Пропускную способность устройств локомотивного хозяйства мож-
но реализовать полностью как при равномерном, так и при неравномер-
ном движении поездов. Однако в последнем случае требуется содержать
в эксплуатируемом парке лишние локомотивы. Покажем это на при-
мере использования стойл технического обслуживания (ТОЗ). Еже-
дневно на ТОЗ, который производится круглосуточно, заходят шесть
тепловозов. Минимальное число стойл для него
где п — количество осмотров в сутки;
t — продолжительность 'одного осмотра, ч.
6.7
Если t = 7 ч, 77 т = 2^- = 1,75 2 стойла. При равномерном прибытии
поездов локомотивы поступают на техническое обслуживание через одинаковые
промежутки времени, равные 4 ч (рис. 132); в 1, 5, 9, 13, 17 и 21 ч, а выходят на
контрольный пост в 2, 6, 10, 14, 18 и 22 ч. Оба стойла загружены равномерно.
Свободны они в общем 2 24 — 6 • 7 = 6 ч; после каждого ТОЗ 1 ч. Каждый
прибывший локомотив может быть поставлен на стойло немедленно, не ожидая
освобождения позиции. Время, затраченное на техническое обслуживание —
54
54 ч (табл. 59) — эквивалентно содержанию в эксплуатируемом парке ==
= 2,25 подменного локомотива. При неравномерном движении во второй по-
ловине суток (рис. 133) локомотивы от поездов 7, 3, 5, 7 и 9 поступают на стойло
сразу после прибытия, а от поезда 11 ожидает 18 ч. Всего на ТОЗ локомотивы
89
затрачивают (табл. 60) 89 ч, что эквивалентно = 3,7 локомотива.
Увязав время прибытия, осмотра и отправления локомотивов, можно добиться
полного использования устройств при минимальном бесполезном простое подвиж-
ного состава. В данном случае локомотивы от поездов 7 и 5 надо ставить на стойла
не тотчас по прибытии в 1 и 9 ч, а соответственно в 4 и 11 ч (рис. 134). Это по-
зволит все остальные локомотивы поставить на стойла тотчас по прибытии. Сум-
марный же простой в ожидании освобождения позиции будет равен 3 + 2 =
= 5 ч вместо 18 ч. Простой в ожидании отправления с поездом окажется равным
18 ч вместо прежних 29 ч. Сокращение бесполезного ожидания постановки на
стойла и отправления до минимума (23 ч) позволит ограничиться содержанием
И эксплуатируемом парке-для нужд ТОЗ 4?^23 2,7 локомотива (табл. 61).]
Очевидно, выводы из этого примера справедливы и для других
устройств локомотивного хозяйства и любой суточной неравномерности
движения поездов. Поэтому в официальной методике расчета наличной
пропускной способности устройств локомотивного хозяйства нет ника-
ких коэффициентов, учитывающих неравномерность движения поездов.
Целесообразно лишь иметь некоторый обоснованный резерв, чтобы
можно было обслужить любой локомотив сразу после прибытия на стан -
1 Материал разработан канд. техн, наук В. Н. Чебыкиным и дан в сокращенном
виде.
286
Часы суток 12 4 6 в 10 12 74 16 18 20 22 74
График движения поездов ф ;л Г ;7 х Л
Простой в ожидании технического оослуживания и отправления J, к. .... J / г к. г к
Техническое обслуживание 7/7/77,7//// Т7777,
к * J к
7777/ жж.
Рис 132. График постановки локомотивов на стойла при равномер-
ном прибытии
Часы
суток
О 2 4. 6 в 10 12 /4 16 18 20 22 24
Рис. 133. График постановки локомотивов на стойла при неравно-
мерном прибытии
Часы суток 1 1 —г— I I | 1 " " Г | || 0 2 k 6 8 10 12 1k 16 18 20 22 2k
График движения поездов Г in’ Г и
Простой в ожидании техничес- кого обслу- живания и отправле- ние
г— -
Г“
Техническое обслужива- ние 7/777777Л 7/////////..
7/77/// V///////7/7 '//////////л t— .7Z2.
Рис. 134. График неравномерного прибытия локомотивов и планиро-
вания времени постановки их на стойла
287
Таблица 59
Затрата времени на техническое обслуживание при равномерном
движении поездов, ч
Прибытие на стойло Профилактический осмотр (ТОЗ) Ожидание осмот- ра Выход со стойла Ожидание отправления Затрата времени
От поезда Время прибытия Стойло Начало Конец Продол- житель- ность Время К поезду /Годная В том <1исле на | ожидание |
1 1 I 1 8 7 10 6 2 9 2
3 5 II 5 12 7 — 14 8 2 9 2
5 9 I 9 16 7 — 18 10 2 9 2
7 13 II 13 20 7 — 22 12 2 9 2
9 17 I 17 24 7 — 2 2 2 9 2
и 21 II 21 4 7 — 6 4 2 9 2
Ито- Г О — — — — 42 — — — 12 54 12
цию (рис. 135). В этом случае число стойл равно трем, а непроизводи-
тельный простой локомотивов в ожидании отправления — лишь 23 ч.
_ Пропускная способность устройств* при наличии некоторого резер-
ва называется потребной. При определении ее в расчет необходимо
ввести коэффициент а, который учитывает резерв, ликвидирующий
влияние неравномерности движения. Число позиций, необходимых для
постановки локомотивов в ремонт немедленно по прибытии, можно
определить графически, передвигая отрезок, выражающий в принятом
Таблица 60
Затрата времени иа техническое обслуживание при неравномерном
движении поездов, ч
Прибытие иа стойло Профилактический осмотр Ожидание осмотра Выход со стойла Ожидание отправления Затрата времени
[ | От поезда Время прибытия Стойло Начало Конец Продол житель- иость 1 Время | К поезду Полная В том числе на ожидание 1
1 1 I 1 8 7 10 6 2 9 2
3 5 п 5 12 7 — 13 8 1 8 1
5 9 I 9 16 7 — 18 х 12 2 9 2
7 12 II 12 19 7 — 2 2 7 14 7
9 21 II 21 4 7 — 6 4 2 9 2
11 22 I 16 23 7 18 14 10 15 40 33
И т о- г о — л — — __ 42 18 — —< 29 89 47
288
Таблица 61
Затрата времени иа техническое обслуживание при полном
использовании пропускной способности стойл, ч
'Прибытие на стойло Профилактический осмотр - (ТОЗ) • Ожидание осмотра 1 Выход со стойла Ожидание отправления Затрата времени
От поезда Время прибытия Стойло Начало | Конэц Продол- житель- | ность Время 1 1 К поезду Полная В том числе ожидание
1 1 I 4' 11 7 3 13 8 2 12 5
3 5 II 5 12 7 — 14 8 2 9 2
5 9 I И 18 7 2 18 12 — 9 2
7 12 II 12 19 7 — 2 2 7 14 7
9 21 I 21 4 7 — 6 4 2 9 2
11 22 III 22 5 7 — 10 6 5 12 5
Ито- — 42 5 / 18 65 23
Г О
масштабе продолжительность обслуживания /, вдоль оси времени
Максимальное-число прибытий поездов, приходящееся на него при
этом передвижении, равно искомому количеству позиций.
Так, на рис. 136 изображен тот же график прибытия поездов, что и на
рис. 133. Любое положение отрезка времени продолжительностью 7 ч в-интервале
от 18 до 4 ч следующих суток определяет потребность в устройствах. За это время
прибывают три локомотива от поездов 9, 11 и /, и для их немедленной постановки
нужно иметь три стойла. Какое-либо другое положение отрезка продолжитель-
ностью 7 ч на графике не определяет потребность в стойлах, особенно если на него
приходится не более двух прибытий локомотивор. Не определяет потребности,
в частности, и период от 5 до 12 ч, так как стойло, обслуживающее локомотив от
Техническое
обслужива-
ние
Часы
суток
График
Движения
поездов
Простои В
ожидании
техническо-
го обслужи-
вания и от-
правления
Рис. 135 График неравномерного подвода локомотивов и немед-
ленной постановки на стойла
289
Рис. 136. Определение
количества устройств для
обеспечения немедленной
после прибытия поста-
новки на них локомоти-
вов:
а — при неравномерном; 6 —
при равномерном прибытии
поездов
поезда 3, в 12 ч уже готово принять следующий локомотив. Этот момент совпадает
с фактическим прибытием поезда 7. Следовательно, в данном случае нет простоя
ни стойла, ни локомотива.
При равномерном движении поездов любое положение отрезка в 7 ч на графи-
ке определяет потребность в устройствах. За это время прибудет не более двух
локомотивов и стойл должно быть также два.
Следовательно, для каждого конкретного случая характерны не-
равномерность прибытия локомотивов не в целом за сутки, а в один
или несколько периодов, а также длительность и расположение по-
следних. Сгущения поездов не подчиняются определенному закону,
поэтому целесообразно оценивать их при помощи некоторого коэф- -
фнцнента а, выявленного из реальных графиков прибытия от 6 до 199
грузовых поездов на различные деповские станции со всех примыкаю-
щих к ним направлений. Графически определено число устройств, не
обходимых для обслуживания локомотивов тотчас после прибытия.
Таблица 62
Количество устройств /7ф
Число при- бывающих поездов Продолжительность операций, ч
0,25 0,5 1,0 2 3 4 5 6 7 9
6 1 1 2 2 2 2 2 2 3 4
18 2 2 2 3 4 5 6 7 7 9
27 2 2 2 4 5 7 8 9 10 12
39 2 2 4 6 8 9 11 13 15 18
42 2 3 4 6 7 9 11 12 14 18
59 3 4 5 7 10 13 15 19 20 25
76 3 5 7 И 15 19 21 25 28 33-
98 3 5 6 11 15 19 24 27 30 39
101 3 4 9 13 18 22 27 31 36 43
140 3 5 8 15 21 28 33 40 46 58
170 4 6 11 19 26 33 41 49 54 69
199 4 7 13 23 33 40 48 55 64 82
290
Продолжительность этого обслуживания принята различной —
в пределах от 0,25 до 9 ч. Такой широкий диапазон норм продиктован
стремлением определить коэффициент а для всех видов устройств
(табл. 62). Напишем выражение суммы квадратов отклонений теорети-
ческого выражения 77т = = xnt от фактических значений Пф
из табл. 62:
2 (77 ф - 77т)2 = 2 (77ф - xnt)2.
(V-74)
Наилучшим образом теоретические значения 77т аппроксимирует
кривая, у которой сумма квадратов отклонений наименьшая. Чтобы
искомый коэффициент х удовлетворял данному условию, нужно найти
минимум выражения (V-74). Для этого его производную по х прирав-
няем нулю:
~~ 2 (77ф—xnt)2 = — 2 2(77ф—xnt) nt = 0,
откуда х2п2/2 = 277ф п/;
х = (V-75)
fl ’
В результате соответствующих расчетов
= 1 279 949 и Zntfl = 26 486 016. Таким
1*279 949
= 26 486 016 = °>04333> откУДа “ ~ 24, х =
= 24 . 0,04833 ~ 1,2. В этом случае
ant
Пт = 24 = 0,04833 nt. (V-76)
Вычисленные по формуле (V-76) значе-
ния числа устройств представлены в табл. 63.
Сопоставление ее с табл. 62 показывает, что
для больших величин п и t значения Пт во
втором случае больше, чем в первом (см. ниж-
ний правый угол). Все остальные значения,
как правило, меньше.
Очевидно, чтобы формула (V-76) луч-
ше аппроксимировала данные табл. 63,
следует принять а не постоянной вели-
чиной, а убывающей с увеличением
произведения nt в такой зависимости:
а — а + bnt,
где а — 1,32; b = 0,00016 (определено
расчетом, который не приводится).
Тогда формула для определения 77т
примет вид
77т = 0,055094 nt — 0,000006563 n2t2.
(V-77)
получены величины ХЛфл< =
образом, искомое значение х —
Рис. 137. График зависимос-
ти коэффициента а
Рис. 138. График зависимо-
сти Пт
291
Таблнца 63
Потребное'число устройств Пт
Число прибы- вающих ЛО- КОМОТИВОВ Продолжительность операций, ч
0,25 0,5 • 2 3 4 5 6 7 о
6 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3
18 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8
27 1 - 1 2 3 4 6 7 8 10 12
39 1 1 2 4 6 8 10 12 14 17
42 1 2 3 5 7 9 11 13 15 19
59 1 2 3 6 9 12 15 18 20 26
76 1 2 4 8 12 15 19 23 26 34
88 2 3 5 9 13 18 22 26 30 39
101 2 3 5 10 16 20 25 30 35 44
140 2 4 7 14 21 28 М 41 41) 61
170 3 5 9 17 25 33 42 50 58 74
199 3 5 10 20 , 29 39 49. 58 68 87
Сопоставление вычисленных по ней значений (табл. 64) с табл. 63
показывает, что цель эта- достигнута. На рис. 137 и 138 пред-
ставлены графики для определения а и Пт как функций произве-
дения nt.
Вводить поправочный коэффициент а следует при расчете про-
пускной способности устройств, обслуживающих локомотивы, кото-
рые специально для этой цели отцепляются от составов сразу
после прибытия. Если же на какое-либо устройство локомотивы
ставят к началу смены, а вводить не надо, поскольку в этом случае
неравномерность движений поездов не отражается на пропускной спо-
собности.
Таблица 64
Число прибы- вающих локо- мотивов Продолжительность операций, ч
0,25 0,5 * 1 2 1 3 1 4 | 5 1 6 1 7 1 9
6 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3
18 1 1 1 2 3 4 5 6 7 9
27 1 1 2 3 5 6 8 9 11 13
39 1 2 3 5 7 9 11 13 15 19
42 1 2 3 5 7 10 12 14 16 20
59 1 2 4 7 10 13 16 19 22 23
76 2 3 5 9 13 17 20 24 28 35
88 2 3 5 10 15 19 23 28 32 39 -
101 2 3 6 11 17 22 27 31 35 45
140 2 4 8 15 22 29 36 42 48 59
170 3 5 10 18 27 35 43 50 57 69
199 3 6 11 21 31 40 49 57 65 78
292
Увеличение пропускной способности
деповских и экипировочных устройств
С ростом размеров движения на практике может возникнуть необ-
ходимость увеличить пропускную способность деповских устройств и
в первую очередь ремонтных стойл. Добиться этого можно, распростра-
няя и внедряя опыт передовых коллективов депо Георгиу-Деж,
Гребенка, Казатии, Узловая, Боготол, Курган, Жмеринка, Красный
Лимай, Рыбное, Сольвычегодск, Брянск II и др., осваивая прогрес-
сивные технологические процессы, рациональные приемы труда, новые
методы хозяйствования и управления. Все это способствует улучшению
организации и повышению качества ремонта локомотивов, снижению
его продолжительности. Так, в депо Казатин по старой технологии
простои при ТОЗ и в периодическом ремонте соответственно составляли
5,1 и 16,3 ч. Введение вместо них объединенного периодического ремон-
та позволило сократить простой до 10 ч.
В депо Рыбное крупноагрегатный метод, сетевые графики и оптими-
зация технологии привели к сокращению простоя электровозов ВЛ8
в подъемочном ремонте с 7 до 4 суток. В депо Ртищево при новой
системе ремонта простой электровозов составил 9,5 ч вместо 5,6 (ПО) и
15,6 ч (МПР). Это позволило сократить общий простой локомотивов на
7%. Крупноагрегатный метод"подъемочного ремонта тепловозов серии
ТЭЗ, рациональная организация труда позволили без дополнительных
капиталовложений, увеличения числа работников в цехах и отделени-
ях, расширения производственных мощностей сократить простой
в депо Вологда до 2,5 суток, благодаря чему мощность подъемочного
цеха увеличилась на 50%.
Пропускную способность экипировочных устройств ограничивают
обычно недостаток позиций или производительность отдельных агрега-
тов, а также применяемые нормы. Например, пескосушильные печи
приходится останавливать из-за недостаточной емкости раздаточных и
выжимных бункеров. Поэтому целесообразно создавать запас сухого
песка в специальных большеемких бункерах. При небольшом суточном
расходе это позволит .заготовлять его в течение одной смены, а значит,
и сократить обслуживающий персонал, снизить эксплуатационные рас-
ходы Установки следует оборудовать автоматическими устройствами
для подачи песка из большеемкого бункера в раздаточные. Автоматиза-
ция всего процесса приготовления сухого песка и подачи его на локо-
мотивы стоит не более 2000 руб и окупается в несколько месяцев.
При совмещении операций пропускную способность экипировочных
позиций часто ограничивает технический осмотр локомотивов, про-
должительность которого больше, чем экипировки. В зависимости от
местных условий целесообразно технический осмотр перенести в дру-
гое место или, если это невозможно, расчленить, совмещая с экипи-
ровкой лишь осмотр экипажа, а остальное оборудование проверять
после перестановки локомотива на Свободный путь. Пропускная спо-
собность устройств локомотивного хозяйства зависит от уровня техни-
ческих норм, поэтому в расчет важно закладывать прогрессивные
нормы, практически достигнутые производственными коллективами.
293
ПРИЛОЖЕНИЕ
Графики для определения коэффициентов,
учитывающих потери в использовании путей
из-за движения пассажирских и сборных поездов
Рис 2 2ПАБ-, р=1,04
Рис 3 2АБ-, р=1,02
294
Рис 4. 1ПАБ—1ПАБ-, 0=1,03-
а — «c6i=l; б— гаСб1 = 2; t
Ясон™!;-------Поои"2, — • --
295
Рис..5. 1АБ—1ПАБ; 0=1,04:
а— «сб1 = 1; б — гаСб1=2. Условные обозначения здесь и
далее те же, что на рис. 4
296
Zb 6 8 10 12 14 IS 16n„.t
lly I
Рис. 6. 1АБ—1АБ- P=1,O9:
a — nC6i=l; 6 — nati=2
297
Рис. 7. 1АБ*-2ПАБ\ 0=1,10:
а — псб!=1; б — Псб1=2; — X — пСбп=6
298
Рис. 8. 2ПАБ-1ПАБ-, р= 1,06:
о — геСб1=1; б — гаСб1=3. Условные обозначения здесь и
далее те же, что на рис. 4 и 7
299
Рис 9. 2АБ—1ПЛБ, р=1,09
а — Ясб1=1; б — яСб1=3
300
301
гое
g = I9Ou — Q ![=I9»U — b
:eo‘i=d -gvi-swt 4i ’эиа
Tilt
vgs ZS 9b bb Ob 9£ Z£ 91 bZ OZ SI ll 9 b
Рис. 12. 2ПАБ — 2ПАБ; 0=1,13:
а — Псб1 = 1; б — пСб1=3
303
a) cl
0,80
0,76
0,72
0,68
064
0,60
0,56
052
0,48
0,44
0,40
0,36
Рис. 13. 2АБ—2ПАБ; ₽=1,13:_
a — nC6i=l; 6 —nC6i = 3
304
Рис. 14. 2АБ~2АБ, 0=1,08
а— Ясб1=1; б — Псб1=3
305
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Воробьев Н. А. Влияние путевого развития и размещения проме-
жуточных станций на пропускную способность двухпутных линий. — «Вестник
Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта», 1959, № 7, с. 38—43.
2. Циммерман Хорст. Некоторые особенности расчета пропуск-
ной способности перегонов—«Железнодорожный транспорт», 1966, № 61,
с. 88—91.
3. Каретников А. Д., Воробьев Н. А. График движения по-
ездов. М., «Транспорт», 1969, 280 с.
4. Баранов А. М., Козлов В. Е., Чернюгов А. Д. Рациональ-
ная загрузка железнодорожных линий. Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та
ж.-д. транспорта, вып. 361. М., «Транспорт», 1968. 208с.
5. Б е ще в а Н. И. Пригородное* движение на электрифицированных
линиях. М., Трансжелдориздат, 1961. 372 с. (Труды Всесоюз. науч.-исслед.
ин-та ж.-д. транспорта, вып. 223)
6. Чернюгов А. Д., Дербенева В. И. График движения поез-
дов на пригородных участках..М., «Транспорт», 1971, 119 с. (Труды Всесоюз.
иауч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып. 452)
7. Луговой П. А., Ц ы п и н Л. Г., А у к у ц и о н е к Р. А. Основы
технико-экономических расчетов на железнодорожном транспорте. М , «Тран-
спорт», 1973, 232 с.
8. Козлов В. Е. Надежность технических средств и пропускная способ-
ность линйй. «Железнодорожный транспорт», 1973, № 11, с. 27—31.
9. Баранов А. М., Козлов В. Е., Фельдман Э. Д. Развитие
пропускной и провозной способности однопутных линий. Труды Всесоюз.
науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып. 280, М., «Транспорт», 1964, 196 с.
10. Макарочкин А. М. Оптимизация развития пропускной способ-
ности железнодорожных линий. М., «Транспорт», 1969, 200 с.
11. Павловский И. Г., Перминов А. С. и др. Эффективность
сдвоенных поездов для повышения провозной способности."—«Железнодорож-
ный транспорт», 1969, № 10, с. 7—12.
12. Архангельский Е. В., Мухамедов Г. А. Методика рас-
чета пропускной способности станций. М., Трансжелдориздат, 1962, 136 с.
13. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений,
М., Физматгиз, 1961, 479 с.
14. Розенфельд В. Е. Расчет тяговых сетей. М., Гостранстехиздат,
1937, 232 с.
15. Марквардт К- Г. Энергоснабжение электрических железных до-
рог. М., Трансжелдориздат, 1958, 288 с.
16. Баранов А. М., Мирошниченко Р. И. и др. Эксплуатаци-
онные требования к параметрам устройств энергоснабжения железных дорог,
электрифицированных на постоянном токе. М., Трансжелдориздат, 1959. 234 с.
(Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вын. 179).
306
17. Та мазов А. И. Нагрузки обмоток трехфазных трансформаторов
тяговых подстанций переменного тока. В сб. Трудов Всесоюзн. науч.-исслед.
ин-та ж.-д. транспорта, вып. 170. М., Трансжелдориздат, 1959, с. 58—63.
18. Г о х ш т е й н Б. Я- Определение мощности трансформаторов тяго-
вых подстанций переменного тока. В сб. Трудов Всесоюз. науч.-исслед. ин-та
ж.-д. транспорта, вып. 170. М., Трансжелдориздат, 1959, с. 44—58.
19. Ш н и ц е р Л. М. Нагрузочная способность силовых трансформато-
ров. М.-Л, Госэнергоиздат, 1953, 112 с.
20. Мирошниченко Р. И. Технические требования к напряжению
в системе электрической, тяги. Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. тран-
спорта, вып. 476. М., «Транспорт», 1972, с. 7—28.
21. К а р я к и н Р. Н. Методика расчета сопротивления тяговой сети
переменного тока. М., Трансжелдориздат, 1962, 37 с.
22. Кисляков В. А. О работе вспомогательных машин электровоза
постоянного тока при повышенном напряжении. Труды МНИТ, вып. 144. М.,
Трансжелдориздат, 1962, с. 197—207.
23. Некрасов О. А., Мирошниченко Р. И. Условия работы
вспомогательных машин по напряжению. Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та
ж.-д. транспорта, вып. 312. М., «Транспорт», 1966, с. 76—97.
24. Мирошниченко Р. И., Некрасов О. А. Условия работы
тяговых электрических машин по напряжению. Труды Всесоюз. науч.-исслед.
ин-та ж.-д. транспорта, вып. 416. М., «Транспорт», 1970, с. 108—125.
25. Мирошниченко Р. И., Кирюхина В. Ф. Исследования на
ЭЦВМ закономерностей тяговых нагрузок и их учет для расчета параметров
энергоснабжения. Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып.
338. М., «Транспорт», 1967, ст 4—37.
26. Мирошниченко Р. И., Гочу а М. С. и др. Решение задач
энергоснабжения на электронных машинах. М , «Транспорт», 1971, 168 с.
27. П о р ц е л а н А. А. Допустимые натяжения и температуры нагрева
контактных проводов. «Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта»,
1966, № 4, 12—15.
28. Архангельский Е. В. Определение мощности и технически до
пустимой загрузки сортировочной стайции. «Железнодорожный транспорт»
z 1973, № 6, с. 26—29.
29. Таль К. К. Основные вопросы применения методов моделирования
при проектировании станций и узлов. Сб. научных трудов ЦНИИС, 1971, № 47,
с. 56—96.
30. Расчет времени нахождения вагонов на сортировочных и участковых
станциях. Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып. 481. М.,
«Транспорт», 1973, 184 с.
31. Г и б ш м а н А. Е., Ф е л ь д м а н Э. Д. Еще об определении стои-
мости вагоно-часа и локомотиво-часа. «Железнодорожный транспорт», 1973,
№ 8, с. 67—70.
32. Архангельский Е. В. Требуемое количество приемо-отправоч-
ных путей на станциях. «Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ии-та ж.-д. транспор-
та», 1974, № 1, с. 57—61.
33. В е н т ц е л ь Е. С. Элементы динамического программирования. М.,
^Наука», 1964, 176 с.
34. Б е л л м а н Р., Д р е й фу с С. Прикладные задачи динамического
программирования. М., «Наука», 1965, 456 с.
35. К о з и и Б. С. Этапное развитие транспортных устройств. М., «Тран-
спорт», 1973, 168 с.
30
36. МироШничейко Р. И., Палей Д. А. и др. Повышение
эффективности работы железных дорог; электрифицированных на постоянном
токе 3 кВ. Труды Всесоюз. науч, -исслед. ин-тадк.-д. транспорта, вып. 520. М.„
«Транспорт», 1973, с. 5—28.
37. Д р о з д о в Н. А., С е м и н А. Н. и др. Размещение и автоматиза-
ция экипировочных устройств при электровозной и тепловозной тяге. Труды
Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып. 199. М.» Трансжелдор-
издат, 1960, 79 с.
38. Т у р г у н о в Д. Т., Дмитриев Н. И. и др. Специализация теп-
ловозных депо. М., «Транспорт», 1964, 52 с.
39. Potthoff G, Der Einrichtunqsbetrieb. «Deutsche Eisenbahntechnik»-
1954, H. 6, 8.
40. Potthoff G, Der Zweirichtiinqsbetrieb. Wiss. Zeitschv. HFV, Dresden,
1956, H. 2/3.
41. Dill! Jhre Majestat die Toleranz «Eisenbahntechnische Rundschau»#.
1952, H. I.
42. Henrici I. Uber die Grenzleistung elektrisch betriebener Fenibahnen als.
Funktion inrer Einflussgrossen, Glasers Annalen.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1
Железнодорожные участки
1. Определения и исходные, данные..................... 3
2. Параллелвный график............................... 5
Однопутные линии ................................... 5
Однопутно-двухпутные (с вставками для безостановочных
скрещений поездов) и двухпутные линии 16
Особые случаи расчета (подталкивание, двойная тяга,
примыкания и сплетения путей на перегоне)...........19
Результативная пропускная способность участка ... 28
3. Непараллельный график ч............................28
Виутрнсуточная неравномерность пассажирского движения 28
Коэффициенты съема на однопутных линиях.............36
Коэффициенты съема на однопутно-двухпутных линиях 51
Коэффициенты съема на двухпутных линиях ........... 55
Пригородные линии...................................66
Результативная пропускная способность линии .... 68
4. Совершенствование и автоматизация расчетов........69
5. Принципы расчета пропускной способности на зарубеж-
ных дорогах ..........................................72
6. Пример расчета....................................
Глава II
Станции
1. Основные положения и способы расчета........... . 84
Основные положения................................84
Способы расчета...................................87
2. Продолжительность занятия устройств..............88
3. Наличная-пропускная способность путей и стрелочных
горловин...........................................97
Пути...............................................97
Стрелочные горловины..............................108
4. Наличная перерабатывающая способность сортировочных
устройств.........................................111
Сортировочные горки.............................. 111
Вытяжные пути . . :............'..................117
5. Результативная пропускная способность станции .... 120
Перераспределение пропускной способности............120
Взаимодействие смежных устройств....................121
6. Автоматизация расчетов.............................122
7. Примеры расчетов...................................124
Глава III
Устройства электроснабжения
1. Общие положения.....................................133
2. Мощность тяговых подстанций........................134’
Основные уравнения ............. 134
Основные величины, входящие в уравнения..............148
309
3. Действительный уровень Напряжения на токоприемниках
электровозов..........................................153
4. Нагрев проводов контактной сети и то ки короткого за-
мыкания ................’.............................172
5. Использование ЭВМ для расчета пропускной способности 175
6. Примеры расчетов ................................ 177
Глава IV
Локомотивное хозяйство
1. Общие положения....................................190
2. Основные расчетные формулы.........................192
3. Пропускная способность устройств...................197
Стойла для технического обслуживания и текущего ре-
монта локомотивов..................................197
Стойла и агрегаты для теплой промывки паровозов . . 198
Ходовые деповские пути.............................202
Устройства для подачи топлива......................203
Устройства пескоснабжения..........................205
Деповские и экипировочные устройства при смешанной
тяге...............................................207
4. Проверка обеспечения расчетных размеров движения - 208
5. Пример расчета.....................................210
Глава V
Усиление пропускной способности железнодорожных устройств
1. Общие требования..................................218
Оценка мероприятий по повышению пропускной способ-
Расчетные размеры грузового движения ..............220
Расчетные размеры пассажирского движения...........227
2. Железнодорожные участки (перегоны)................230
Потребная пропускная способность..................230
Мероприятия по усилению пропускной й провозной спо-
собности ..........................................233
3. Станции..........................................239
Потребная пропускная и Перерабатывающая способность 239
Способы усиления пропускной и перерабатывающей спо-
собности ..........................................247
Выбор этапности увеличения пропускной и перерабаты-
вающей способности............................... 257
4. Устройства электроснабжения......................270
Закономерности изменения тяговых нагрузок..........270
Потребная мощность тяговых подстанций..............278
Сравнение способов усиления пропускной способности 281
Проектирование оптимальной системы электрической тяги
иа ЭВМ.........................................‘ .4283
5. Локомотивное хозяйство...........................286
Потребная пропускная способность устройств.......286
Увеличение пропускной способности деповских и экипи-
ровочных устройств.................................293
Приложение......................................... 294
Список литературы....................................306
Евгений Витальевич Архангельский, Николай Алексеевич
Воробьев, Николай Александрович Дроздов, Раиса Ивановна
Мирошниченко, Лидия Георгиевна Сегал
РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Рецензенты: Петров Д В , Макарочкин А. М.
Редактор В. Ю. Преде
Обложка художника Е. Н. Волкова
Технический редактор Л. А. Кульбачинская
Корректоры И М. Лукина, Г. М. Попова
ИБ № 947
Сдано а набор 6/V 1976 г Подписано к печати 3/11 1977 г
Бумага бОХЭО1/^, тип. № 2 Печ. л. 19,5 Уч-изд л. 20,9
Тираж'2500 Т-04010 Изд. № 1-4-1/4 № 6488
Зак тип. 984 Цена 3 р 29 к.
Изд-во «Транспорт», Москва, Басманный туп., 6а
Московская типография № 4 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
Москва, И-41, Б. Переяславская, д. 46