1. Постановка задачи и обзор выбранного научного исследования

1.1 Технико-эксплуатационная характеристика железнодорожного направления

Рассматриваемое железнодорожное направление включает:

участок Астана- Кокчетав - двухпутный, нечетный путь оборудован двухсторонней автоблокировкой, четный путь - односторонней автоблокировкой, участок электрифицирован, обслуживается локомотивами серии ВЛ80. Протяженность участка составляет 300 км. На данном участке находятся 10 раздельных пунктов;

участок Кокчетав-Петропавловск - однопутный, оборудован двухсторонней автоблокировкой. Протяженность участка составляет 193.3 км. Участок обслуживается тепловозами серии 2ТЭ10В. На участке расположено 11 раздельных пунктов;

участок Кокчетав - Новоишимская - двухпутный, нечетный путь оборудован односторонней автоблокировкой, четный путь оборудован двухсторонней автоблокировкой. Участок электрифицирован, обслуживается локомотивами серии ВЛ 80. Протяженность участка составляет 190.6 км, на данном участке расположено 6 раздельных пунктов;

участок Кокчетав - Кызыл-Ту - однопутный, оборудован полуавтоматической блокировкой. Участок обслуживается тепловозами серии 2ТЭ10В. Протяженность участка составляет 201 км, на данном участке расположено 8 раздельных пунктов.

На участках и раздельных пунктах имеется диспетчерская, поездная, межстанционная, постанционная, линейно-путевая, энергодиспетчерская, перегонная, телеграфная связи, служебная связь электромеханика связи, а также другие виды связи для руководства движением поездов, грузовой работой, продажей проездных билетов, работой линейных предприятий и их подразделениями. Для связи диспетчера с машинистом локомотива, находящихся в пределах диспетчерского участка, а также машиниста локомотива с дежурными близлежащих станций, участки оборудованы поездной двухсторонней радиосвязью. Все станции участков оборудованы маневровой радиосвязью и двухсторонней парковой громкоговорящей связью.

Размеры вагонопотоков на участках приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Корреспонденция вагонопотоков

Примечание: числитель - количество груженых вагонов; знаменатель - количество порожних вагонов.

1.2 Система организации вагонопотоков

Вагонопотоком называется число вагонов, следующих по линии в каком-либо направлении за определенный промежуток времени, обычно за сутки. Среднесуточное число вагонов, скапливающихся на одной определенной станции или одном участке назначением на другую определенную станцию или участок, принято называть струей вагонопотока. Это же понятие обычно связывают с числом вагонов, включаемых в назначение плана формирования поездов.

В эксплуатационных расчетах вагонопотоки определяют среднесуточным числом вагонов со всеми родами грузов. На основании данных о груженых вагонопотоках устанавливают порожние. Для этого на каждой станции и участке определяют баланс порожних вагонов (избыток, когда выгрузка превышает погрузку, и недостаток, когда погрузка преобладает над выгрузкой) и устанавливают схему направления каждого рода вагонов из районов с их избытком в районы с недостатком (регулировочное задание).

Плановые груженные и порожние вагонопотоки требуются для определения расчетных размеров движения, на основе которых рассчитывают пропускную и перерабатывающую способность железнодорожных устройств, строят графики движения и др.

План формирования предусматривает группировку вагонов в поезда по назначениям следования (до одной и той же станции выгрузки или расформирования) или по роду подвижного состава (для порожних поездов). Порядок формирования составов из вагонов определенных назначений называют специализацией поездов.

Разрабатывают план формирования по двум основным направлениям: организация отправительских и ступенчатых маршрутов с мест погрузки, технических маршрутов с сортировочных и участковых станций. Исходные данные для составления плана формирования поездов следующие: план перевозок грузов в форме таблицы междудорожных корреспонденций вагонопотоков («шахматка»); нормы массы и длины составов поездов на период действия графика движения и плана формирования; схема участков обращения локомотивов и работы локомотивных бригад; карт-схемы эксплуатационных расходов, расхода топлива (электроэнергии) на перемещение груженных и порожних вагонопотоков и резервных локомотивов, времени хода транзитных поездов по участкам; данные о техническом оснащении, технологические процессы и показатели работы основных, районных и вспомогательных станций.

Междорожный (сетевой) план формирования разрабатывают в определенной последовательности, обеспечивающей наилучшие в технико-экономическом отношении результаты.

Вначале определяют плановые груженные вагонопотоки, устанавливают путь их следования, выделяют устойчивые вагонопотоки, организуемые в отправительские и ступенчатые маршруты. Для оставшихся потоков на ЭВМ составляют «шахматку» корреспонденций между основными и районными сортировочными станциями. На основе потоков груженных вагонов рассчитывают потоки порожних вагонов по типам подвижного состава, выбирают схему направления. Для основных, районных и других станций устанавливают расчетные нормативы плана формирования: средние составы m в физических вагонах, параметры накопления c, нормы экономии вагоно-часов от проследования вагонов без переработки через станцию Тэк и в пунктах погрузки от прибытия порожнего вагона в маршрутном поезде по сравнению поступлением вагона в разборочных поездах tназн .

Затем составляют план формирования скорых и ускоренных грузовых, «холодных» и других специальных поездов междорожного сообщения и определяют станции формирования поездов из порожних вагонов. Для оставшихся вагонопотоков рассчитывают наиболее эффективный план формирования одногруппных и групповых поездов между всеми основными и районными сортировочными станциями сети. Далее проверяют соответствие плана формирования технической вооруженности станций (путевому развитию и перерабатывающей способности). Параллельно разрабатывают план формирования с мест погрузки. Назначения отправительских и ступенчатых маршрутов, следующих в распыление, увязывают с планом формирования сортировочных и участковых станций.

Внутридорожный план формирования разрабатывают после междорожного. В качестве расчетных станций принимают междорожные стыковые пункты, сортировочные (включая и входящие в междорожный план формирования), участковые, крупные грузовые станции. Последовательность разработки та же, однако большое внимание уделяется рациональной организации местной работы.

По окончании разработки сетевого и внутридорожного планов подсчитывают его показатели по дороге и сети в целом.

План формирования поездов для каждой дороги составляют на основе сетевого и внутридорожного и издают отдельной книгой, в которую включены: план формирования, устанавливающий какие поезда дорога должна сдавать на соседние дороги и принимать от них; план формирования отправительских и ступенчатых маршрутов.

1.3 Пропускная способность участков

Пропускная способность устанавливается для участков железнодорожных линий с одинаковыми на всем протяжении техническим оснащением, мощностью грузопотока и размерами движения. Начальными и конечными пунктами таких участков являются сортировочные и участковые станции, зонные станции пригородных участков, а иногда промежуточные станции зарождения и погашения грузопотоков отправительских маршрутов.

Из всех элементов линии наиболее часто пропускную способность ограничивают перегоны и станции. Пропускную способность перегонов, как отдельных элементов линии, рассчитывают при параллельном графике, а всей линии - при непараллельном графике.

Наличная пропускная способность для однопутного участка при автоблокировке определяется по формуле:

Nн = (1440-tтн) бн к / Т , поездов

для двухпутного:

Nн = (1440-tтн) бн / I , поездов

где tтн - продолжительность технологического окна, tтн =180 мин;

бн - коэффициент надежности работы технических устройств, бн =0.95;

к - число поездов или пар поездов в периоде графика, к=2;

I - интервал между поездами в пакете, I= 8 мин;

Т - период графика, мин.

Возможны четыре варианта пропуска поездов через раздельные пункты ограничивающего перегона на однопутном участке:

- оба поезда пропускаются на перегон без остановки

Т1= (t'+ t” + фн + фн +2t) , мин

Размещено на http://www.allbest.ru/

а)

- оба поезда пропускаются на перегон без остановки

Т2= (t'+ t” + фc + фc +2tр) , мин

Размещено на http://www.allbest.ru/

б)

- нечетные поезда пропускаются безостановочно через оба ограничивающих перегон раздельных пункта

Т3= (t'+ t” + фн + фc +tр + tз) , мин

Размещено на http://www.allbest.ru/

в)

- четные поезда пропускаются безостановочно через оба ограничивающих перегон раздельных пункта

Т4= (t'+ t” + фн + фc +tр + tз) , мин

Таким образом, пропускная способность ограничивающего перегона при однопутном графике составит, пар поездов:

Nн = (1440-tтн) бн к / (t'+ t” + фб + фв +tр з) , пар поездов

где t', t” - время хода четного и нечетного поездов по перегону;

фб, фв - станционные интервалы на станциях, ограничивающих перегон, мин.;

tр з - добавочное время на разгон и замедление, приходящееся на оба поезда, мин.;

Обозначив сумму станционных интервалов и добавочного времени на разгон и замедление через tд, находим величину периода графика:

Т= (t'+ t” ) + tд.

Потребная пропускная способность участка, исходя из заданных размеров грузовых и пассажирских перевозок без учета резерва, определяется по формуле:

Nпт = Nгр +Nпс епс +Nсб есб ,

где Nгр, Nпс, Nсб - соответственно количество пар грузовых, пассажирских и сборных поездов;

епс, есб - коэффициенты съема грузовых поездов пассажирскими и сборными.

При этом значение епс определяется по формуле:

епс=ео+ед=(t'пс+t''пс+2фст)/(t'+t''+2фст+tрз)+tд/(t'+t''+2фст+tрз),

где ео, ед - соответственно коэффициенты основного и дополнительного съема.

Величину коэффициента дополнительного съема принимаем в пределах ед =0.3 - 0.4.

Коэффициент съема сборных поездов на однопутном так и на двухпутном участке составляет есб = 1.3 - 1.5.

На основе графиков движения поездов рассчитываем наличную и потребную пропускную способность для участков Астана - Кокчетав, Петропавловск - Кокчетав - Петропавловск.

Для двухпутного участка Астана - Кокчетав наличная и потребная пропускная способность составят:

Nн =(1440 -180)0.95/8 = 150 пар поездов,

ео=(41+38+4)/(52+46+4+6)=0.77,

епс=0.77+0.33=1.1,

Nпт = 17+91.1+21.5 =30 пар поездов.

Для однопутного участка Кокчетав - Петропавловск наличная и потребная пропускная способность составят:

Т1 =22+24+4+3+23=59 мин,

Т2=22+24+3+3+24+3=66 мин,

Т3=22+24+4+3+3+3=59 мин,

Т4=22+24+4+3+3+3=59 мин,

Nн =(1440 -180)0.952/66 =36 пар поездов,

ео=(18+16+4)/(22+24+4+6)=0.67,

епс=0.67+0.33=1,

Nпт = 5+81+11.5 =16 пар поездов.

Потребная пропускная способность не превышает наличную, следовательно, с заданными размерами движения рассматриваемые участки железнодорожного направления справляются вполне успешно.

1.4 График движения поездов

График движения поездов - это заранее разработанный план с точным указанием времени отправления, пропуска и прибытия поездов по железнодорожным участкам и направлениям. Он позволяет согласовать время работы всех подразделений железных дорог.

На основании графика движения поездов определяют показатели грузового и пассажирского движения, отражающие объем эксплуатационной работы и качественные показатели. По графику движения поездов рассчитываем следующие основные показатели:

техническая скорость движения пассажирских и грузовых поездов:

,км/ч

гдеNL - поездокилометры, определяются по таблицам 1.3-1.5;

- суммарное время нахождения поездов в пути, с учетом времени остановок на промежуточных станциях, определяются по таблицам 1.3-1.5.

участковая скорость движения пассажирских и грузовых поездов:

, км/ч

где - суммарное время нахождения поездов на перегонах, без учета времени остановок на промежуточных станциях, определяются по таблицам 1.3 - 1.8.

коэффициент участковой скорости:

 .

Таблица 1.3 Ведомость для расчета показателей графика движения поездов на участке Петропавловск - Кокчетав

Показатели графика движения поездов на участке Петропавловск - Кокчетав:

км/ч,

км/ч,

.

Таблица 1.4 Ведомость для расчета показателей графика движения поездов на участке Кокчетав - Курорт Боровое

Показатели графика движения поездов на участке Кокчетав - Курорт Боровое:

км/ч,

км/ч,

.

Таблица 1.5 Ведомость для расчета показателей графика движения поездов на участке Курорт Боровое - Астана

Показатели графика движения поездов на участке Курорт Боровое - Астана:

 км/ч,

км/ч,

.

Локомотивы обслуживают поезда в определенных границах железнодорожных линий или участков работы: тяговых плеч, участков обращения, зон обслуживания. Тяговое плечо - это участок линии, ограниченный станциями с основным депо и пунктом оборота. Участок обращения локомотивов - это часть железнодорожной линии, ограниченная пунктами оборота локомотивов. Участок обращения может быть в границах нескольких дорог и даже выходит за пределы дороги.

Рассчитываем следующие показатели использования локомотивов:

Среднее время простоя локомотива в оборотном депо:

, ч

где - суммарное время нахождения локомотивов на станции с оборотным депо, ч;

N - число пар поездов на участке.

Среднее время простоя локомотива в основном депо:

, ч

где - суммарное время нахождения локомотивов на станции с основным депо, ч;

Сумма локомотиво - часов определяется по формуле:

,ч

где - время нахождения на промежуточных станциях, ч;

- время в движении во главе поездов, ч;

Потребный локомотивный парк определяется по формуле:

, лок/сут

Среднесуточный пробег локомотивов определяется по формуле:

, км/сут

где - суммарное расстояние следования, км.

Произведем расчет показателей использования парка локомотивов.

Таблица 1.6 Ведомость оборота локомотивов по станции Петропавловск

Среднее время нахождения локомотивов в оборотном депо на станции Петропавловск равно:

ч.

Таблица 1.7 Ведомость оборота локомотивов по станции Кокчетав (для участка Кокчетав - Петропавловск)

Среднее время нахождения локомотивов в оборотном депо на станции Кокчетав равно:

ч.

Таблица 1.8 Ведомость оборота локомотивов по станции Курорт Боровое

Среднее время нахождения локомотивов в оборотном депо на станции Курорт Боровое равно:

ч.

Среднее время нахождения локомотивов в оборотном депо на станции Астана равно:

ч.

По данным таблиц 1.6-1.9 определяем парк локомотивов и его использование за текущие сутки.

Участок Кокчетав - Петропавловск:

нахождение на станции основного депо ст. К: ч;

Таблица 1.9 Ведомость оборота локомотивов по станции Астана

нахождение в пункте оборота: ч;

на промежуточных станциях: ч;

в движении во главе поезда: ч.

ч,

локомотивов,

 км/сут .

Участок Курорт Боровое - Астана:

нахождение на станции основного депо ст. КБ: ч;

нахождение в пункте оборота: ч;

на промежуточных станциях: ч;

в движении во главе поезда: ч.

ч ,

локомотивов.

км/сут.

2. Исследование задачи: оценка эффективности назначений групповых поездов на железнодорожном направлении

2.1 Основные положения

Групповые поезда формируются из вагонов двух или большего
числа назначений, причем вагоны каждого назначения подбираются в отдельную группу. Применение групповой подборки вагонов сокращает
количество назначений формируемых поездов и благодаря этому уменьшает простой вагонов под накоплением. На попутных станциях полный
цикл операций, связанных с переработкой состава, заменяют операциями
по отцепке и прицепке подобранных групп вагонов.

Групповые поезда назначают:

· между сортировочными горочными станциями с прицепкой и отцепкой (обменом) групп вагонов на попутных (как правило, безгорочных) станциях; на направлениях с изменением составов поездов из-за перелома весовых норм или различной длины приемо-отправочных путей;

· в железнодорожных узлах и на участках с большой местной работой -- передаточные и вывозные групповые поезда, а также поезда с групповой подборкой вагонов для станций назначения.

При назначении групповых поездов следует предусматривать использование участковых весовых норм и учитывать пропускную способность станций обмена групп, особенно по горловинам.

Условия рациональной работы с групповыми поездами. Организация вагонопотоков в групповые поезда требует соблюдения условий рациональной работы, исключающих длительные задержки подготовленных групп в ожидании отправления:

обеспечение соответствия периодов накопления групп интервалам поступления групповых поездов при текущем планировании работы станции;

организация прерывного процесса накопления групп путем формирования тяжеловесных групп и включения в групповой поезд всех вагонов соответствующего назначения, поступивших до его прибытия на станцию;

непрерывное планирование образования вагонопотока на станциях
замены групп для пополнения групповых поездов в потребных размерах.

Первое и второе условия базируются на точной информации о подходе вагонов и поучастковой дифференциации норм веса и длины поездов. Второе и третье условия базируются на оперативных решениях следующих видов:

отправление остатков групп сквозными поездами за счет дифференцированных участковых весовых норм;

ускоренный подвод вагонов со станций узла и участков;

сгущение погрузки по периодам суток;

оперативная замена назначения группы прицепки по диспетчерскому приказу за подписью сменного руководителя соответствующего уровня.

В зависимости от размеров дальнего Nя, отцепляемого No и прицепляемого Nn вагонопотоков, их соотношения и организации подвода вагонов к станциям групповые поезда делятся на три категории:

без постоянного веса групп и расписания;

с постоянным весом г...