Тулендиев Таяубай – к.т.н., доцент

Алматы, Республика Казахстан

Анализ влияния изменения скорости движения поездов по стрелочным переводам на эксплуатационную работу дороги

Анализ данных за последние годы железной дороги показывает, что основная часть работ по модернизации постоянных устройств (примерно 80%) приходится на хозяйство пути. Остальная часть капиталовложений равномерно распределена на модернизацию систем СЦБ и связи, электроснабжения, искусственных сооружений.

К работам по модернизации хозяйство пути принято относить:

1. Капитальный ремонт верхнего строения пути.

2. Усиление отдельных элементов стрелочного перевода.

3. Замена дефектных стрелочных переводов.

4. Укладка стрелочных переводов для пропуска поездов по прямому пути с максимальными скоростями до 140 км/ч.

5. То же, но со скоростями до 160 км/ч.

6. Ремонт земляного полотна.

7. Уширение пассажирских платформ для пропуска поездов с высокими скоростями.

Таким образом, для оценки влияние изменение скорости движения поездов по стрелочным переводам на эксплуатационную работу дороги необходимо проведение тяговых расчетов. При необходимости производства тяговых расчётов необходимо учитывать, что стрелочные переводы могут модернизироваться на различные уровни скорости, например, для прохождения поездов по прямому пути со скоростью 120, 140, 160 км/ч.

Для анализа зависимости изменения эксплуатационных расходов от уровня скорости движения поездов, как в пассажирском, так и грузовом движении автором были проведены многократные тяговые расчеты, при одинаковых эксплуатационных условиях участка железнодорожной линии. Тяговые расчеты проводились в пассажирском движении для поезда, состоящего из 24 пассажирских вагонов, оборудованных тележками КВЗ-ЦНИИ с массой состава 1440 т, с электровозом серии ВЛ-80 при максимальных значениях скорости 160 км/ч, в грузовом движении для состава с массой 3300 т, локомотиве ВЛ 60, с максимальной скоростью движения 100 км/ч. Для установления зависимости эксплуатационных расходов от скорости для указанных выше условий кривые скорости построены для различных условий местности, при нескольких значениях уклонов профиля, это следующие -9, -6, -3, 0, 3, 6, 9‰, а также для различных значений уровня ограничения скорости движения ( 40, 60, 80, 100, 120 км/ч). Предполагалось, что длина участка ограничения скорости, вызванного необходимостью модернизации стрелочного перевода с учетом прилегающих участков пути составляет 1,0 км, т.е. =1,0 км.

При производстве тяговых расчетов в соответствии с принятой схемой весь участок был разбит на три зоны: зона торможения, зона ограничения скорости и зона разгона. Длина участка определялась как сумма протяженности этих зон при минимальном значении уровня ограничения скоростей , т.е. для скорости 60 км/ч, при различных значениях уклона профиля по выражению:

. (1)

Протяженность зоны торможения с максимальной скорости до рассматриваемого уровня ограничения скорости и зоны разгона от этого уровня скорости до максимальной определялись графо-аналитическим способом и по результатам тяговых расчетов при соблюдении следующих условий:

, (2)

, (3)

где – скорость, с которой происходит торможение поезда, км/ч;

– уровень скорости, до которой должен разогнаться поезд, км/ч;

– конечная скорость, до которой происходит торможение поезда, км/ч;

– начальная скорость, с которой осуществляется разгон поезда, км/ч;

– уровень ограничения скорости движения поездов, км/ч;

– максимальный уровень скорости, принимаемый по результатам тяговых расчетов для соответствующего уклона профиля, по кривой.

Тяговые расчеты при определении энергетических показателей проводились, исходя из предположения, что общая длина участка при различных значениях уровня ограничения скорости для одинакового уклона профиля равна, т.е.:

, (4)

где – длина участка при и различных значениях уровня ограничения скорости км/ч.

Так как при ограничении скорости до 60 км/ч сумма длин пути торможения и разгона больше, чем при ограничениях скорости до 80, 100, 120 км/ч, т.е.:

, (5)

то определены длины участков, по которым поезд проходит с максимальной скоростью, соответствующей уклону профиля.

Расчеты по определению энергетических показателей, т.е. механической работы локомотива (), механической работы сил сопротивления движению (), времени хода поезда (Т) определены с учетом выполнения условия (4).

По результатам расчетов построены зависимости механической работы локомотива, механической работы сил сопротивления движению, x затрат электроэнергии, времени хода поезда от уровня ограничения скорости при одинаковых значениях уклона профиля (), т.е. На рис.1 приведена график времени хода поезда в зависимости от уклона примыкающих к стрелочным переводам пути и скорости движения по стрелочным переводам.

Рисунок 1 – Графики времени хода поезда

В результате расчета были получены значения эксплуатационных расходов по пробегу одного пассажирского и грузового поездов при значениях уклона профиля -9, -6, -3, 0, 3, 6 и 9‰, (в таблице 1. в качестве примера приведены результаты расчетов по определению эксплуатационных расходов по пробегу одного пассажирского и грузового поездов для максимального подъема и максимального спуска.

Экономия денежных средств, получаемая в результате сокращения времени нахождения пассажиров в пути при определении эксплуатационных расходов, не учитывалась. Стоимость пассажиро-часа, исходя из современных условий в расчетах, можно принимать в пределах 0,4–1,0 тенге.

По результатам расчетов по определению эксплуатационных расходов по пробегу одного пассажирского и грузового поездов построены зависимости эксплуатационных расходов от уровня скорости движения поездов и значений уклона профиля пути.

Таблица 1 – Эксплуатационные расходы по передвижению поездов

Уклон прилегающего пути ‰		Скорость движения км/ч	Слагаемые эксплуатационных расходов, тыс.тенге/год			Эксплуатационные расходы на передвижение поездов, тыс. тенге/год
Пассажирские поезда
-9	60		16,73	10,11	7,04		33,38
	80		16,04	10,11	6,14		32,29
	100		15,24	10,11	5,48		30,83
	120		14,32	10,11	4,97		29,40
	120		20,03	16,38	7,97		44,38
9	60		56,01	34,02	24,34		114,37
	80		52,28	34,02	22,59		108,89
	100		44,96	34,02	20,96		99,94
	120		25,58	34,02	19,54		79,14
Грузового поезда
-9	40		9,98	3,67	0,34		13,99
	60		8,28	3,67	0,27		12,22
	80		6,28	3,67	0,22		10,17
9	40		28,27	8,67	1,16		38,10
	60		–	–	–		–
	80		–	–	–		–

Анализ расчетных данных позволяет сделать следующий вывод: увеличение скорости, при наиболее часто встречающихся в реальных условиях длинах участков, не превышающих длину, определенную по формуле (4), приводит к снижению эксплуатационных расходов на передвижение как пассажирских, так и грузовых поездов при всех значениях уклона примыкающего к стрелочному переводу участка пути.

Литература

1. Амелин С.В. Стрелочные переводы для высоких скоростей движения поездов. – Л.: ЛИИЖТ, 1989.- 76с.

2. Амелин С.В. и др. Нужна ли прямая вставка?/ С.В. Амелин, Г.Г. Желнин, Т.Тулендиев.// Путь и путевое хозяйство. – 1986.-№ 6. –с. 30-31.

3. Нормативные сроки службы элементов стрелочных переводов и глучих пересечений с учетом повышения осевых нагрузок и скоростей движения поездов: Отчет о НИР (закл.)/ БелИИЖТ: Руководитель Е.И.Войтонич Е.И. - 0290004704; № 01880030049.- Гомель, 1990.