Расчет пропускной способности двухпутного железнодорожного участка с учетом категорий грузовых поездов методом имитационного моделирования процессов перевозок

Методы определения достаточности реконструкционных мероприятий по устранению "узких мест", ограничивающих пропускную способность железнодорожных направлений. Соотношение категорий грузовых поездов с разным временем хода по моделируемому участку.

Рубрика Транспорт
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 24.05.2018
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №5 (сентябрь - октябрь 2015)

http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

http://naukovedenie.ru12TVN515

Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №5 (сентябрь - октябрь 2015)

http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru

1

http://naukovedenie.ru12TVN515

Расчет пропускной способности двухпутного железнодорожного участка с учетом категорий грузовых поездов методом имитационного моделирования процессов перевозок

Тимченко Вячеслав Сергеевич

Железнодорожный транспорт является неотъемлемой частью транспортной системы страны, которая на сегодняшний момент нуждается в модернизации для обеспечения потребностей в пассажирских и грузовых перевозках. Рост грузопотоков привел к появлению «узких мест», ограничивающих пропускную и провозную способности железнодорожных направлений.

Важной проблемой, возникающей при необходимости освоения возрастающих объемов перевозок, является своевременное развитие железнодорожной инфраструктуры. Необходимость больших объемов длительно окупаемых капитальных вложений ставит задачу количественного обоснования достаточности предлагаемых технических и технологических решений при минимально возможных затратах. Проблема решается на основе определения потребной пропускной способности и сравнения ее с наличной при различных вариантах реконструкции инфраструктуры и организации перевозок.

Пропускная способность железнодорожных участков по действующим методикам определяется в одинаковых по массе и длине расчетных грузовых поездах по ограничивающим перегонам. Это исключает возможность определить пропускную и провозную способности железнодорожной линии в условиях обращения грузовых поездов, масса которых колеблется в широком диапазоне (таблица 1). Из таблицы 1 видно, что масса состава грузового поезда может находиться в широком диапазоне - от 969 т до 8096 т.

Таблица 1. Масса состава поезда в зависимости от рода перевозимого груза (cоставлено авторами)

№ п/п

Род груза

Тип подвижного состава

Вместимость вагона, т

Вес вагона, т.

Условная длина вагона

Количество условных вагонов

Количество физических вагонов

Масса состава, т.

1

Нефтегрузы

Цистерны восьмиосные

125

51

1,52

71

46

8096

2

Нефтегрузы

Цистерны четырехосные

65

25

0,86

71

82

7380

3

Удобрения

Минераловозы

69,5

24,5

0,95

71

74

6623

4

Руда

Полувагоны

69,5

24,5

1

71

71

6674

5

Сера

Полувагоны

68,5

24,5

1

71

71

6603

6

Уголь

Полувагоны

69

24,5

1

71

71

6639

7

Зерно

Хопперы

65

22

0,95

71

74

6438

8

Лес (доски)

Полувагоны

62

24,5

1

71

71

6142

9

Металл

Полувагоны

51

24,5

1

71

71

5361

10

Расчетный поезд

Смешанный

-

-

-

71

-

4300

11

Контейнерные

Контейнеры

68,5

25,5

1,85

71

38

3572

12

Порожний

Полувагоны

0

24,5

1

71

71

1740

13

Порожний

Платформы

0

25,5

1,85

71

38

969

Аналитические формулы расчета пропускной способности [1] дают удовлетворительное совпадение с результатами математической обработки статистических данных только при невысокой загрузке железнодорожной линии.

Д.Ю. Левиным установлено [2], что причинами отклонения реальной пропускной способности железнодорожного участка от теоретической являются использование постоянных величин в расчетной формуле определения пропускной способности и отсутствие учета характеристик потока поездов.

Разные времена хода грузовых поездов приводят к необходимости обгона поезда тихохода поездом скороходом на промежуточных станциях, что снижает пропускную способность железнодорожных участков. Расчетное количество обгонов грузовых поездов согласно Инструкции [3] определяется по формуле:

nр =(tгр (1-D))/ Jр+1,

где tгр - время хода грузового поезда с большей скоростью;

D - соотношение скоростей движения грузового поезда с меньшей скоростью и грузового поезда с большей скоростью;

Jр - расчетный межпоездной интервал между поездами попутного направления (10 мин).

Расчет пропускной способности с учетом категорий грузовых поездов предлагается выполнять с помощью программного комплекса имитационного моделирования процессов железнодорожных перевозок, созданного и развиваемого содружеством ученых академической (ИПТ РАН), отраслевой (ИЭРТ, ВНЕШВУЗЦЕНТР) и вузовской (ПГУПС) науки.

Метод имитационного моделирования процессов железнодорожных перевозок [4-10] позволяет оценивать пропускную способность с учетом различных вариантов реконструкции инфраструктуры и организации движения, количества и полезной длины станционных путей, неравномерности движения, ограничений системы энергоснабжения при электротяге, наличия предупреждений об изменениях установленной скорости, а также предоставления «окон» для ремонтов инфраструктуры [11].

В результате имитационного моделирования строятся графики движения поездов, по которым определяется наличная пропускная способность моделируемого железнодорожного участка в зависимости от задаваемых условий организации движения (рис. 1) и категорий грузовых поездов, которые изображаются разными цветами.

Рис. 1. Фрагмент графика движения поездов, полученный методом имитационного моделирования (разработано авторами)

В имитационной модели пассажирские и пригородные поезда пропускаются по расписанию, а для грузовых поездов используется следующая организация пропуска.

Первоначально пропускаются поезда из группы, обладающей максимальным приоритетом (??рг1??). При достижении равенства оставшегося их количества с поездами из следующей группы (??рг2??) поезда случайным образом выбираются из обеих групп. После достижения равенства их количеств в обеих группах с количеством поездов в следующей группе (??рг3??) выбор происходит из трех групп и так далее до последнего поезда в группе с минимальным приоритетом (??рг????) или до отсутствия возможности пропуска еще одного поезда из оставшихся. Такой подход обеспечивает определение наличной пропускной способности железнодорожных направлений и соответствующей ей провозной способности по всем категориям грузовым поездов для рассматриваемых вариантов реконструкции железнодорожного направления и организации перевозок. Блок-схема алгоритма пропуска грузовых поездов по категориям представлена на рис. 2.

Рис. 2. Блок-схема алгоритма пропуска грузовых поездов по категориям (разработано авторами)

В соответствии с правилами тяговых расчетов линия хода поезда на графике движения (нитка графика) строится для центра тяжести (ЦТ) поезда.

Алгоритм функционирования карты состояний [12] модуля имитационного моделирования процессов железнодорожных перевозок включает взаимодействие моделируемого графика движения поездов с диаграммой расположения изолированных участков, занятие и освобождение которых определяют передаваемые в них коды локомотивной сигнализации и показания светофоров. Карта состояний позволяет имитировать временные параметры движения поездов при их сближении, учитывая показания светофоров.

Установим влияние категорий грузовых поездов на пропускную способность двухпутного железнодорожного участка.

Состояние инфраструктуры и организация движения моделируемого железнодорожного участка: двухпутный участок длиной 204 км, оборудован трехзначной АБ, профиль участка для тяговых расчетов принят по данным одного из железнодорожных участков Октябрьской железной дороги, промежуточные станции имеют по два приемоотправочных пути для обгона поездов, на участке обращаются только грузовые поезда.

Варианты расчетов:

Тепловозная тяга на всем участке (2ТЭ116).

Электровозная тяга на всем участке (ВЛ10 и ВЛ15).

Для сокращения количества расчетов определим перегонные времена хода по моделируемому участку с помощью системы ИСКРА-ОТР [13] для 1, 2, 6, 10 и 13 категории грузовых поездов (табл. 1), которые отражают изменение массы на рассматриваемом железнодорожном участке (табл. 2-3).

Таблица 2. Результаты расчетов перегонных времен хода для моделируемого участка при тепловозной тяге (составлено авторами)

№ п/ п

Название станции

Времена хода, мин

1 категория

2 категория

3 категория

4 категория

5 категория

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

1

А

9

9

9

9

9

2

Б

14

14

13

14

13

14

11

13

10

13

3

В

11

17

11

17

10

17

8

16

8

15

4

Г

19

11

18

10

17

10

17

10

16

10

5

Д

11

13

11

13

11

13

11

13

10

13

6

Е

13

16

12

16

12

15

11

14

11

13

7

Ж

16

10

15

10

14

10

11

10

10

9

8

З

13

13

13

13

13

13

12

12

12

12

9

И

9

15

8

15

8

15

7

14

5

13

10

К

21

10

18

10

16

10

12

10

9

9

11

Л

9

12

8

11

8

11

7

10

7

9

12

М

8

14

8

14

7

14

7

13

7

11

13

Н

9

19

9

18

9

17

9

15

9

13

14

О

10

27

10

25

10

23

10

19

10

15

15

П

13

10

13

10

13

10

13

11

13

10

16

Р

14

9

14

9

13

9

12

9

12

9

17

С

11

4

11

4

11

4

11

4

11

4

18

Т

7

11

7

11

7

11

7

16

7

11

29

У

5

5

5

5

5

ИТОГО

213

234

204

229

197

225

181

217

172

198

Таблица 3. Результаты расчетов перегонных времен хода для моделируемого участка при электровозной тяге (составлено авторами)

№ п/п

Название

Времена хода, мин

1 категория

2 категория

3 категория

4 категория

5 категория

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

Нечетное направление

Четное направление

1

А

9

9

9

9

9

2

Б

11

8

11

8

11

8

10

8

9

8

3

В

8

16

8

16

8

16

8

16

8

15

4

Г

16

10

16

10

16

10

16

10

16

10

5

Д

11

13

10

13

11

13

10

13

10

13

6

Е

11

14

11

14

11

14

11

14

11

14

7

Ж

11

14

11

14

11

14

10

14

10

13

8

З

12

8

11

8

12

8

11

8

12

8

9

И

6

14

6

14

7

14

6

14

5

14

10

К

10

9

10

9

11

9

10

9

9

9

11

Л

7

10

7

10

7

10

7

10

7

10

12

М

7

12

7

12

7

12

7

12

7

12

13

Н

9

15

9

14

9

14

9

14

9

13

14

О

10

19

10

18

10

17

10

17

10

15

15

П

13

11

13

11

13

11

13

11

13

11

16

Р

12

9

12

9

12

9

12

9

12

9

17

С

11

4

11

4

11

4

11

4

11

4

18

Т

7

11

7

11

7

11

7

11

7

11

29

У

5

5

5

5

5

ИТОГО

177

206

175

204

179

203

173

203

171

198

Как видно из табл. 2 и 3, максимальные разницы во временах хода при тепловозной тяге для нечетного и четного направлений составляют соответственно 41 и 36 мин, а для электровозной тяги - по 8 мин. Следовательно масса поезда будет сильнее влиять на время хода грузовых поездов по моделируемому участку при тепловозной тяге.

Результаты расчетов пропускной способности моделируемого железнодорожного участка при различных соотношениях категорий грузовых поездов представлены в табл. 4-5.

Таблица 4. Результаты расчетов пропускной способности моделируемого железнодорожного участка при различных соотношений категорий грузовых поездов (тепловозная тяга) (составлено авторами)

№ п/п

Соотношение категорий грузовых поездов, %

Пропускная способность, пар поездов

1

2

3

4

5

1

20

20

20

20

20

106

2

50

50

121

3

50

50

100

4

50

50

105

5

50

50

106

6

33

33

33

97

7

100

132

Таблица 5. Результаты расчетов пропускной способности моделируемого железнодорожного участка при различных соотношений категорий грузовых поездов (электровозная тяга) (составлено авторами)

№ п/п

Соотношение категорий грузовых поездов, %

Пропускная способность, пар поездов

1

2

3

4

5

1

20

20

20

20

20

126

2

50

50

129

3

50

50

124

4

50

50

124

5

50

50

122

6

33

33

33

125

7

100

132

Из табл. 4 и 5 видно, что масса поездов в большей степени влияет на пропускную способность железнодорожного участка при тепловозной тяге, так разница 6 и 7 вариантами расчета составляет 35 пар поездов, а при электровозной тяге - 10 пар поездов.

Приведенные результаты расчетов выполненные с помощью программного комплекса имитационного моделирования процессов железнодорожных перевозок показывают, что соотношение категорий грузовых поездов с разной массой влияют на пропускную способность моделируемого железнодорожного участка.

Применение программного комплекса имитационного моделирования при оценке пропускной способности строящихся и реконструируемых железнодорожных линий позволит точнее оценить их пропускную способность в условиях обращения заданного процентного соотношения категорий грузовых поездов.

Литература

железнодорожный пропускной способность поезд

1. Левин, Д.Ю. Перевозочные возможности железнодорожного транспорта / Д.Ю. Левин // Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте ИСУЖТ-2012: сборник докладов второй научно-технической конференции (НИИАС). - М.: 2012. - С. 76-79.

2. Левин, Д.Ю. Расчет пропускной способности участка / Д.Ю. Левин // Железнодорожный транспорт. - 2008. - №7. - С. 18-23.

3. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог, утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 16.11.2010 № 128, 305 с.

4. Кокурин И.М., Миняев С.Е. Оценка технико-экономической эффективности вариантов реконструкции железнодорожной сети на основе имитационного моделирования // Транспорт. Наука, техника, управление. - 2004. - № 6. - С. 20-26.

5. Кокурин И.М., Кудрявцев В.А. Оценка пропускной способности железнодорожных линий на основе имитационного моделирования процессов перевозок // Известия Петербургского университета путей сообщения. Вып. 2 (31), 2012. - С. 18-22.

6. Кокурин И.М., Белозеров В.Л. Комплекс методов мониторинга продвижения поездов и имитационного моделирования процессов перевозок. // Известия Петербургского университета путей сообщения. Вып. 2 (31), 2012. - С. 27-31.

7. Кокурин И.М. Оценка пропускной способности железнодорожных линий методом имитационного моделирования. - Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сбор-ник трудов Вып.8 / Под ред. д-ра техн. наук Ю.И. Ефименко - СПБ ПГУПС, 2009, с. 18-28.

8. Кокурин И.М., Тимченко В.С. Оценка методом имитационного моделирования возможности освоения прогнозируемых объемов перевозок грузов по железнодорожной линии, обслуживающей морской порт // Вестник транспорта Поволжья. - 2014. - № 6. - С. 39-44.

9. Тимченко В.С. Алгоритмизация процессов оценки пропускной способности железнодорожных участков в условиях предоставления окон // Транспорт Российской Федерации. - 2013. - № 5 (48). - С. 34-37.

10. Кокурин И.М., Тимченко В.С. Методы определения «узких мест», ограничивающих пропускную способность железнодорожных направлений // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2013. - № 1. - С. 15-22.

11. Тимченко В.С. Алгоритмы расчета графиков проведения ремонтных работ железнодорожного пути на перспективу [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «Науковедение». - М.: Науковедение, 2014. - № 3 (22). -Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/06TVN314.pdf, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус., англ.

12. Тимченко В.С. Моделирование условий пропуска поездов в программном комплексе имитационного моделирования процессов перевозок // Молодой ученый. - 2015. - № 8. - С. 316-319.

13. Анисимов В.А., Анисимов В.В. Многоцелевые расчетно-аналитические комплексы ИСКРА и ЭРА: комплексное решение проектных и производственных задач // Транспортная инфраструктура сибирского региона. - 2013. - № 1. - С. 540-547.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Маршрутизации вагонопотоков с мест погрузки. Основные показатели плана формирования грузовых поездов для технических станций. Расчёт пропускной способности участков отделения. Разработка графика движения поездов и определение основных его показателей.

    курсовая работа [278,6 K], добавлен 19.08.2016

  • Расчет числа сборных поездов, выбор схемы прокладки сборных поездов на графике движения. Разработка графика движения поездов. Расчет пропускной способности участков при параллельном графике, коэффициента скорости для каждого участка и для полигона.

    курсовая работа [160,5 K], добавлен 28.05.2010

  • Расходы инфраструктуры железнодорожного транспорта. Расчет объемных показателей работы подвижного состава в грузовом движении. Пробег поездных и маневровых локомотивов. Расчет пробега поездов по межстанционным участкам и рабочего парка грузовых вагонов.

    курсовая работа [127,1 K], добавлен 20.01.2016

  • Стратегия развития железнодорожного транспорта в РФ. Определение величин и динамики качественных показателей рабочего парка грузовых вагонов. Анализ динамики качественных показателей использования грузовых поездов и поездных грузовых локомотивов.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.09.2012

  • Технико-эксплуатационная характеристика участка. Расчет потребных размеров движения поездов. Расчет станционных и межпоездных интервалов. Построение диаграмм наличной и потребной пропускной способности. Порядок составления графика движения поездов.

    курсовая работа [47,6 K], добавлен 02.10.2009

  • Определение нормы массы грузовых поездов и количества вагонов в составах груженого, порожнего и комбинированного поездов. График движения поездов и расчет его показателей. Перевод грузопотоков в вагонопотоки и составление схемы течения порожних вагонов.

    дипломная работа [5,8 M], добавлен 30.07.2015

  • Технико-эксплуатационная характеристика диспетчерского участка. Выбор схемы прокладки на графике движения сборных поездов. Определение размеров движения грузовых поездов по участкам. Разработка, построение, расчет показателей графика движения поездов.

    курсовая работа [179,4 K], добавлен 06.06.2009

  • Преимущества железнодорожного транспорта: высокая провозная способность и небольшая себестоимость. Технико-эксплутационная характеристика участков отделения дороги. Расчёт норм массы и длины грузовых поездов, станционных и межпоездных интервалов.

    курсовая работа [31,7 K], добавлен 07.02.2009

  • Теоретические основы и прогрессивный международный опыт повышения эффективности грузовых перевозок. Технико-экономическое сравнение и выбор схемы станции. Расчет эксплуатационных расходов и капитальных затрат. Безопасность движения поездов при работе.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 26.05.2015

  • Изучение способов улучшения пропускной способности станции за счет совершенствования ее устройства и маневровой работы. Рассмотрение возможности переустройства нечетного парка станции железнодорожного узла в виде удлинения приемоотправочных путей.

    дипломная работа [254,0 K], добавлен 26.05.2015

  • Характеристика полигона железной дороги. Определение груженых и порожних вагонопотоков и их организация, расчет состава поезда. Местная работа на железнодорожных участках. Разработка графика движения поездов и расчет пропускной способности участков.

    курсовая работа [147,6 K], добавлен 04.05.2011

  • Техническая характеристика Павлодарского отделения перевозок. Организация движения поездов на участке и рекомендуемые приемы оперативного диспетчерского регулирования движения. Комплексное использование пропускной способности железнодорожных линий.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 01.07.2015

  • Составление однониточного плана станции как документа для проектирования устройств сигнализации, централизации и блокировки. Таблица взаимных замыканий стрелок и сигналов. Пропускная способность участка железной дороги А-Д, графика движения поездов.

    контрольная работа [413,1 K], добавлен 24.11.2013

  • Организация вагонопотоков. Основные показатели оптимального плана формирования поездов. Определение погрузки и выгрузки на промежуточных станциях. Расчет технических норм эксплуатационной работы отделения перевозок. Электрификация железных дорог.

    дипломная работа [840,9 K], добавлен 07.07.2015

  • Технико-эксплуатационная характеристика участков дороги. Расчет станционных и межпоездных интервалов. Организация местной работы участка железной дороги. Расчет пропускной способности участка. Составление графика движения поездов, расчет его показателей.

    курсовая работа [350,7 K], добавлен 14.07.2012

  • Расчёт плана формирования грузовых поездов для технических станций. Составление постанционных диаграмм местных вагонопотоков на участках отделения. Пропускная способность участков отделения. Организация тягового обслуживания движения поездов по графику.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.01.2011

  • Расчеты массы состава, пропускной и провозной способности одно- и двухпутных линий поездов; стоимости и экономически рационального срока реконструкции железнодорожного пути. Определение эксплуатационных расходов по передвижению и остановкам поездов.

    курсовая работа [685,6 K], добавлен 29.03.2014

  • Расчет показателей плана грузовых перевозок по отделению дороги. Объем работы вагонов, расчет пробега и количества поездов по участкам и направлениям, поездных и маневровых локомотивов. Оценка потребного парка поездных локомотивов и грузовых вагонов.

    курсовая работа [161,8 K], добавлен 17.07.2014

  • Характеристика основных категорий автомобильных дорог. Определение пропускной способности дороги и коэффициента загрузки движением. Расчет средней скорости движения транспортного потока. Выявление опасных мест дороги методом коэффициентов аварийности.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.01.2012

  • Разработка графика движения поездов. Техническая и эксплуатационная характеристика полигона дороги. Расчет числа и выбор схемы прокладки сборных поездов на графике движения. Определение пропускной способности участков; показатели эксплуатационной работы.

    контрольная работа [257,9 K], добавлен 29.03.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.