УДК 6562.022.8                                            Кандидат технических наук

Баймухамбетова Ж.К.

 

Оптимизация длины станционных путей

и массы поездов

 

         В отличие от безрельсовых видов транспорта железнодорожный имеет ряд особенностей. В частности, если, например, у автомобиля увеличивается  грузоподъемность или вместимость кузова, в то же время растет и мощность двигателя. На железнодорожном транспорте таким двигателем является локомотив, а кузовом – приемо-отправочные пути, вместимость которых определяет количество одновременно перемещаемого груза. Замена паровозной тяги прогрессивными видами тяги потребовала соответствующего удлинения приемо-отправочных путей. Были определены соответствующие стандарты длин – 850, 1050 и 1250 м. При этом для однопутных линии рекомендовалась длина 1050 м, для двухпутных – 850 м. Этим рекомендациям предшествовали исследовательские труды Черномордика Г.И., Пейсахаона Б.Э., Тихонова К.К. [1-8].

Суть указанных исследований сводится к следующему. По методике [3] наивыгоднейшие массы поездов и их скорость находятся из общего выражения годовых эксплуатационных и капитальных расходов посредством совметстного решения уравнений в частных производных по QБР и VХ. При этом рассматривается не ходовая, а участковая скорость. Для оптимального сочетания независимых переменных (массы и скорости) при данных условиях можно определить мощность локомотива, силу его тяги, массу и скоростные показатели. Затраты на движение рассчитываются на заданные грузопоток и тип локомотива. Для упрощения математической зависимости расходов от массы и скорости поездов вводится ряд допущений: коэффициент участковой скорости на однопутной линии принят постоянным,не учитываются затраты по усилению пропускной способности линии. Расходы по удлинению станционных путей представлены линейной функцией от величины удлинения, при этом допускается, что станционные пути надо как бы сооружать полностью, а не удлинять их до того или иного предела.

Вся программа рассматривается  в статике по заданному грузопотоку расчетного года, без учета темпов его роста и эффективности других мер по осуществлению усиления провозной способности, а также текущих перевозочных затрат. В этом исследовании максимальным значениям массы грузовых поездов соответствуют меньшие значения ходовой, а следовательно, и и участковой скорости, хотя с увеличеснием массы поездов участковая скорость будет либо одинаковой или же возрастет за счет сокращения количества остановок грузовых поездов.

Оптимальную норму массы грузовых поездов можно определить только через оптимальную длину станционных путей, а удлинение станционных путей до оптимального уровня можно находить в динамике, с учетом темпа роста грузовых перевозок.

Более правильным для решения этой проблемы является метод приведенный в [1], в котором удлинение станционных путей рассматривается как один из этапов развития мощности линии в перспективе, в сочетании с другими этапами. Наиболее важная особенность этой методики заключается в том, что при постоянстве удельной мощности локомотивов оптимальная масса и скорость движения рассматриваются раздельно. Другой важной особенностью является решение задачи в динамике – с учетом изменения перевозочной работы. Мероприятия по повышению нормы массы поездов оценивались с точки зрения провозной способности как способ отдаления капитало-вложений по увеличению провозноц способности другими более дешевыми средствами. Однако здесь грузопоток в четную и нечетную стороны принят одинаковым, а характер его изменения во времени принят прямолинейным, как и стоимость удлинения станционных путей в функции величины удлинения станционных путей в функции величины удлинения, что является частным случаем этой задачи. Не учитывается, что в прямом и обратном направлениях в перспективе как грузопоток, так и размеры движения могут определяться равными и пересекающимися кривыми. Масса поездов, погонные нагрузки, степень использования грузоподъемности вагонов в четную и нечетную стороны приняты одинаковыми. Кроме того приняты одинаковыми средневзвешенная и расчетная погонная нагрузки, мощность локомотива  и размеры движения определяются по одной и той же массе поезда. При двухпутных вставках принято, что остановка грузовых поездов отсутствует. Сроки перехода от одного мероприятия усиления мощности линии к другому принимались технически необходимые, а не оптимальные. Не учтено перемещение парожных вагонов, влияние переломов нормы массы поездов на границах удлинения путей. Затраты на накопление вагонов в пунктах формирования поездов учитывались но не принимались во внимание затраты на переработку вагонов в пунктах переформирования этих поездов. Неизменными приняты размеры пассажирского движения в перспективе. Помимо этого не учитывалась возможность применения на отдельных участках и перегонах двойной тяги и подталкивания.

В работе профессора Тихонова К.К. [5] эти недостатки устранены. Предложенная им методика учитывает различия в величине грузопотока четного и нечетного направлений движения и разный характер роста этого грузопотока в перспективе, нелинейный характер зависимости стоимости удлинения станционных путей от величины этого удлинения. Наличная и потребная провозные способности линии сопоставлены не по грузовому направлению, как в предыдущих исследованиях, а по направлению максимального грузопотока. В расчетах учтены разные массы поездов и размеры движения в четную и нечетную стороны, пропуск порожнего вагонопотока.

В мероприятиях по удлинению станционных путей по данной методике принимаются во внимание возможные переломы массы поездов и нормы массы поездов на границах рассматриваемой линии, если на примыкающих к ней линиях другая дляна станционных приемо-отправочных путей. Доказывается, что мощность локомотива не должна определяться по максимальной погонной нагрузке Pmax,  а также по средневзвешенной P*.

Оптимальная расчетная погонная нагрузка во всех реально возможных случаях выше средневзвешенной P*, но меньше максимальной – P*<PHonm< Pmax. Расчетные размеры движения Np, по этой методике находятся по заданной средневзвешенной погонной нагрузке P*.

Средневзвешанная  масса поезда Q*БР, определяемая средневзвешанной погонной нагрузкой подвижного состава, в исследовании является величиной переменной, так как она прямо пропорциональна длине станционных путей. Установленные затраты и являются функцией удлинения путей. Переменные значения массы отражают затраты на соответствующее удлинение станционных путей. Наивыгоднейшие значения этих затрат соответствуют оптимальной величине удлинения путей и стоимости последующих мероприятий в этапной системе мер усиления провозной способности эксплуатируемой линии. Те же затраты определяют оптимальную длину станционных путей и диапазон оптимальных норм массы поездов  в соответствии с заданным распределением погонных нагрузок.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Черномордик Г.И. Вес грузовых поездов и полезные длины станционных путей при электровозной и тепловозной тяге // Тр. Моск. ин-та инж. ж.-д. трансп., 1957, Вып. 86, С. 15-46.

2. Черномордик Г.И. Повышение скоростей движения поездов, М., Трансжелдориздат, 1963, 169 с.

3. Пейсахаон Б.Э. Вес и скорость грузовых поездов //Тр. ВНИИ МПС, М., Трансжелдориздат, 1957, Вып. 141, 201 с.

4. Тихонов К.К. Выбор весовых норм грузовых поездов, М., Транс­порт, 1967, 260 с.

5. Тихонов К.К. Выбор оптимальных параметров эксплуатации желез­ных дорог, М., Транспорт, 1974, 192 с.

6. Тихонов К.К. Теоретические основы выбора оптимальных весовых норм грузовых поездов //Тр. Моск. ин-та инж. ж.-д. трансп., 1970, Вып. 331, 200 с.

7. Тихонов К.К. Технико-экономические расчеты в эксплуатации же­лезных дорог, М., Транспорт, 1962, 252 с.

8.  Тихонов К.К. Оптимальные ходовые скорости грузовых поездов //Тр. Моск. ин-та инж. ж.-д. трансп., 1964, Вып. 172, 262 с.