контроля параметров качества и долговечности строительных материалов на заводах-изготовителях, также сертификационная аттестация позволят сделать строительные материалы конкурентоспособными.

Отметим, что на параметры долговечности строительных конструкций влияют не только техногенные и атмосферные воздействия, но и качество строительных материалов, качество монтажных работ, а также условия их эксплуатации, связанные со своевременным устранением появляющихся дефектов, а также проведением плановых ремонтных мероприятий.

Исследования долговечности строительных материалов позволят уточнить нормативный срок эксплуатации зданий и продолжительность межремонтных периодов.

Высокопрочные шлакощелочные бетоны

А.В. Банул

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Шлакощелочные вяжущие, именуемые далее ШЩВ, и бетоны на их основе имеют достаточную сырьевую базу. Исследования В.Д. Глуховского с сотрудниками показали сильное активизирующее влияние водных растворов едкой щелочи на шлаки, приводящие к интенсивному их затвердеванию. Ю.М. Бутт, М.А. Матвеев установили столь же благоприятное влияние жидкого натриевого стекла на твердение гранулированных доменных шлаков.

Общая положительная оценка шлакощелочных вяжущих и бетонов, содержащаяся в научно-технической литературе, не может использоваться автоматически, так как каждое шлакощелочное вяжущее и бетон на его основе должны оцениваться конкретно в зависимости от вида используемыхматериалов, особенностей технологии и условий эксплуатации конструкций и изделий данные обстоятельства и явились основанием для постановки задач исследования шлакощелочного вяжущего и бетона на его основе, полученных с использованием доменных шлаков Кузбасского региона. При проведении исследований использовались следующие материалы: ря-

довой доменный гранулированный шлак ЗСМК размолотый до удельной поверхности 350-600 м2/кг. Содощелочной плав — отход

190

производства капролактама, вводился в бетонную смесь вместе с водой затворения в количестве 3–12 % по массе твердых компонентов. Бетонные образцы пропаривались по режиму2 + 8 + 2 ч. при температуре изотермической выдержки 90–95 ºС.

В ходе проведенных исследований установлена необходимость обязательного выдерживания отформованных изделий перед тепловлажностной обработкой в течение4–5 часов для предотвращения неравномерности изменения объема и возникновения дополнительных внутренних напряжений, а также для обеспечения начального цикла твердения шлакового вяжущего. Установлено, что увеличение количества плава повышает прочность шлакобетона. Проведенные предварительные опыты подтвердили возможность получения конструктивных мелкозернистых бетонов на гранулированных доменных шлаках, активизированных добавкой содощелочного плава.

Результаты испытания, показали высокую активность шлакощелочного вяжущего, особенно в условиях пропаривания. Оптимальное содержание содощелочного плава в составе вяжущего составляет при удельной поверхности шлака Sуд = 300 м2/кг 8–12 %,

при Sуд = 400м2/кг 3–5 % по массе.

Изучено влияние степени измельчения шлакощелочного -вя жущего на его прочностные показатели. Установлено, что при возрастании удельной поверхности более500 м2/кг вследствие увеличения водопотребности вяжущего наблюдается снижение прочности. Удобоукладываемость смесей составляла по вискозиметру 30 с.

Проведенные исследования показали возможность изготовления бесклинкерных шлаковых вяжущих в широком диапазоне марок по прочности от М150 до М700 для разных условий твердения. Это позволяет иметь высокоэкономичные вяжущие, как для бетонирования монолитных, так и производства сборных бетонных и железобетонных изделий различного назначения.

191

Применение контракта жизненного цикла при проектировании и строительстве инфраструктурного комплекса системы токосъема

А.Г. Галкин, А.А. Ковалев, А.В. Микава

Уральский государственный университет путей сообщения, Екатеринбург

ОАО «РЖД» находится на стадии осуществления структурной реформы, которая затрагивает все уровни управления и все сферы деятельности компании.

К настоящему времени накоплен обширный опыт эксплуатации контактной сети КС-200, КС-250 различных модификаций, позволяющий сделать вывод о недостаточной надежности целого ряда применяемых в настоящее время конструкций контактной сети. Значительное число отказов зафиксировано по узлам анкеровки контактной подвески, поддерживающим и фиксирующим конструкциям, токопроводящим струнам и элементам арматуры контактной сети.

Реализация проекта высокоскоростных железнодорожных магистралей (ВСЖМ-1) планируется по схеме государственночастного партнерства (ГЧП) на основе контракта жизненного цикла (КЖЦ), известного также под аббревиатурой DBFM (DesignBuildFinanceMaintain — «проектирование, строительство,

финансирование, эксплуатация»).

Сейчас в нашей стране применяется«типовая схема», основой которой является разделение проекта на этапы с передачей работ по проектированию, строительству и эксплуатации отдельным подрядчикам и раздельной приемкой результатов работ на каждом этапе.

В предлагаемой схеме КЖЦ, государство начинает оплату сервиса только с момента запуска проекта в эксплуатацию и выполняет ее ежегодно при обязательном выполнении простых и легко измеряемых функциональных критериев, таких как: время в пути, доступность магистрали, количество опозданий, количество сбоев, аварий и т.п. Государство должно гарантировать подрядчику, что в случае успешного предоставления сервиса оплата будет выполняться регулярно.

192

Отличительной особенностью КЖЦ является создание у подрядчика правильной мотивации на следующее:

·максимальное использование инноваций и высоких технологий (вся экономия от использования современных технологий

иправильного проектирования достается подрядчику);

·скорейший ввод объекта в эксплуатацию(оплата сервиса начинается только после ввода объекта в эксплуатацию);

·высокое качество выполняемых работ(в случае сбоя через 15 лет вся нагрузка на ремонт объекта ляжет на подрядчика).

Таким образом, подрядчик, будет полностью избавлен от рисков спроса на объект (продажей билетов на поезда, или сбором средств за проезд занимается отдельная компания-оператор) и мотивирован только на качество объекта.

Преимущества от использования КЖЦ для государственного заказчика:

·существенное снижение стоимости объекта и его обслуживания;

·избежание всех технологических и проектных рисков;

·существенное снижение количества персонала, задействованного в приемке проекта, и избежание нерационального расходования средств;

·избавление от непредсказуемости будущих затрат на поддержку инфраструктуры.

Использование КЖЦ будет обеспечивать эффективное распределение рисков между заказчиком и подрядчиком, охватывать весь жизненный цикл объекта (до 40 и более лет) и объединять в единый комплекс проектирование, строительство и эксплуатацию объекта, что позволит получить экономию средств до30–40%. Это доказано обширным международным опытом применения КЖЦ во всем мире, в частности, на высокоскоростных магистралях (ВСМ).

На сегодняшний день научно-исследовательской лабораторией «САПР КС» УрГУПС, разработан программный продукт, при

помощи которого рассчитываются показатели эффективности (стоимость жизненного цикла, полезный экономический эффект, лимитная цена) отдельных элементов контактной сети. Применение данной программы дает возможность заранее определить экономический эффект от использования нового образца техники по сравнению с ее аналогом, который морально и технически

193

устарел. В ближайшем будущем планируется адаптация данного программного продукта для всего инфраструктурного комплекса системы токосъема как единой системы.

СЕКЦИЯ 3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАБОТЫ И БЕЗОПАСНОСТИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

3.1. Совершенствование условий и технологий перевозки грузов

Способы повышения эффективности функционирования пассажирского комплекса

Т.Н. Каликина, К.В. Китанина

Дальневосточный государственный университет путей сообщения, Хабаровск

Выделение Федеральной пассажирской дирекции в Федеральную пассажирскую компанию, переход ее на самостоятельную финансовую деятельность и начало взаимодействия с другими организациями на договорных условиях изменились подходы к организации пассажирских перевозок. Переход к новой организационной структуре пассажирского комплекса, основанной на рыночных принципах, предполагает разработку новых подходов в организации перевозок пассажиров, а также выявление критериев и условий при которых следует проводить данные мероприятия.

В периоды, как спада, так и подъема перевозок проведение регулировочных мероприятий позволяет повысить доходность перевозки, либо снизить убытки. Критерием возникновения ситуации, требующей проведения регулировочных мероприятий для освоения растущего спроса на перевозки, является превышение планируемого уровня объемов отправлений пассажиров над фактической максимальной провозной способностью заданного направления. Недоучет фактора спроса на перевозки приводит к потерям дохо-

дов и снижению положительного имиджа железнодорожного транспорта у потенциальных клиентов. В периоды спада объемов перевозок проведение регулировочных мероприятий направлено на

194

снижение затрат, возникающих из-за низкой населенности - по движного состава.

Для обеспечения высокой населенности вагонов при полном и качественном удовлетворении населения в перевозках необходим систематический оперативный учет населенности вагонов и регулирование поездопотоков и составности поездов в зависимости от изменения пассажиропотока.

В периоды резкого повышения спроса, регулировочные мероприятия решаются в оперативном порядке(вводом дополнительных поездов, увеличение составности поездов, снижением комфортности путем ввода плацкартных вагонов взамен купейных и т.д.), то при спаде пассажиропотока возникает много проблем и компания зачастую терпит убытки.

Одним из способов снижения убытков и повышения доходности является — объединение поездов. Для ввода многогрупного поезда должны выполняться следующие условия:

–состав объеденного поезда не должен превышать предельнодопустимую длину в пределах дороги проследования;

–соблюдение минимального времени нахождения в пунктах переприцепки вагонов;

–отправление объединяемых поездов в одном промежутке времени;

–соблюдения норм безопасности перевозки и качества -об служивания пассажиров.

В работе обоснованы факторы, определяющие период объединения поездов, выявлены убыточные поезда, а также определен период их убыточности, внесены предложения по объединению поездов.

Многогрупный поезд может быть введен в обращение при условии выполнения условия: в период спада пассажиропотоков вместимость состава Z должна полностью осваивать корреспонденции А → С и А → К, т.е.

,

где — корреспонденция пассажиропотоков между станциями А → С и А → К.

эффект от назначения многогрупного поезда выражается в экономии эксплуатационных затрат, отнесенных на измерители:

195

локомотиво-километры, локомотиво-часы, бригадо-часы локомотивных бригад. Тонно-километры брутто локомотива.

Пример введения многогруппного поезда на участке Уссу- рийск–Тихоокеанская, путем объединения поездов № 6(5) — Ха- баровск–Владивосток и № 113(114) — Хабаровск–Тихоокеанская в период спада перевозок показал эффективность, которая соста-

вила 59 212 340,1 р. в год.

Снижение времени простоя локомотива в ремонте на основе применения метода картирования

С.В. Бабаев; А.В. Сапегин

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

«Стратегия развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030г. и план мероприятий на2008–2015 г. по ее реализации» предусматривает одной из задач организационного развития Холдинга до 2015 г. — общее совершенствование управления — обеспечение соответствия системы управления, установленным бизнесцелям.

Основным способом решения данной задачи является внедрение в ОАО«РЖД» и его ДЗО современных инструментов и наилучших практик управления, учитывающих опыт передовых компаний и позволяющих обеспечить адресное управлениеиз держками и увеличение объемов продаж, направленных на повышение эффективности работы Холдинга в целом.

Одной из наиболее успешных и эффективных мировых стратегий организации бизнеса является«бережливое производство», в основу которого положено картирование потока создания ценности.

Картирование потока создания ценности — процесс изучения и визуального изображения материального и сопровождающего его информационного потоков в ходе создания ценности при движении материалов по процессам от поставщика до потребителя.

Очередность внедрения технологий бережливого производства должна быть обоснована. Более приоритетными для внедрения технологий бережливого производства являются потоки -со

196

здания ценности: имеющие более высокие эксплуатационные затраты (в расчете на единицу продукции, выполненных работ, на одного работника); имеющие более длительное время выполнения заказа; имеющие более низкую производительность труда(объем выполненных работ на одного работника).

В данной работе рассмотрена и описана карта потока создания ценности ремонта турбокомпрессора, в условиях ремонтного локомотивного депо Топки.

Построение карты потока создания ценности осуществляет рабочая группа на основе фактических данных, измеренных в ходе личного присутствия членов рабочей группы при выполнении технологического процесса ремонта турбокомпрессора, входящих в состав потока создания ценности.

При построении карты потока создания ценности рабочая группа измеряла основные количественные показатели потока создания ценности, например: время выполнения ремонта турбокомпрессора; время создания ценности; суммарные затраты в потоке создания ценности; стоимость запасов, находящихся в потоке создания ценности; общую эффективность использования оборудования и др.

По результатам произведенного картирования установлены причины потерь времени при проведении ремонта турбокомпрессора. Основными причинами являются: отсутствие на ремонтных позициях полного комплекта необходимого инструмента для выполнения технологических операций; отсутствие в полном объеме запасных частей на ремонтных позициях; потери времени из-за недостатка планирования работ.

На основании выявленных причин потери времени разработаны соответствующие мероприятия, направленные на сокращение непроизводительных потерь, определены ответственные и сроки выполнения. Предложено: разработать маршрутно-операционную карту; изготовить стеллаж с ячейками для хранения деталей с применением визуализации; организовать хранение измерительного инструмента на позициях ремонта с применением контурных -до сок; произвести укомплектование рабочих мест необходимым инструментом; произвести эффективную расстановку рабочего оборудования и рабочих мест в отделении и т.д.

197

После проведенных корректирующих мероприятий был выполнен повторный анализ процесса, который показал, что потери, не добавляющие ценности, сократились на 13 % и составили 5 % от общего времени.

По результатам проведенного картирования экономический эффект от ликвидации непроизводительных потерь, следоваительно, сокращения времени простоя локомотива в ремонте, при годовой программе ремонта114 локомотивов составит: в части сокращения экономических потерь при простое тепловоза в - ре монте — 14739 р.; упущенная выгода составит 466153 р.; условная экономия локомотивного парка — 0,04 лок.

Необходимо учесть еще тот фактор, что годовая программа ремонта в ремонтном локомотивном депо Топки не большая. А если принять к работе данные проекта в крупном депо, то и экономический эффект будет значительно больше.

Выполненный анализ дает основание говорить, что применение метода картирования приносит довольно значительный -эф фект и cледующим этапом является составление карты потока ценности других процессов, с целью выявления непроизводительных потерь для дальнейшего повышения эффективности деятельности как депо, так и Холдинга в целом, чем мы и занимаемся в настоящее время.

В нашем случае мы не касались изменений и сокращений -по терь в технологических процессах. Это не означает, что потери отсутствуют или, что улучшением технологических процессов не следует заниматься, это дальнейшее направление для исследования.

Очевидно, что у процесса преобразования«настоящего» в «будущее» нет конца. Он должен быть двигателем менеджмента изо дня в день в ремонтном локомотивном депо. При устранении источника потерь в течении процесса преобразований, обнаруживаются другие скрытые потери, которые можно ликвидировать в ходе следующего преобразования. Работа инженера по организации и нормированию труда, как менеджера бережливого производства, и команды состоит в поддержании движения этого процесса преобразований.

198

Условия размещения лесных штабельных грузов на специальных платформах

С.А. Егоров, Е.Д. Псеровская, О.Ю. Чуйкова, К.В. Желдак

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

В структуре грузовых железнодорожных перевозок России лесные грузы занимают почетное шестое место, составляя стабильную 5 % долю в общем объеме погрузки по сети. За последние годы железнодорожные перевозки лесных грузов увеличились. Учитывая положительную динамику производственных показателей лесопромышленного комплекса страны, необходимо ясно представлять потребное количество и тип подвижного состава, который необходим для обеспечения функционирования лесной отрасли. Согласно «Правилам перевозок грузов железнодорожным транспортом» лесные грузы могут перевозиться в полувагонах или на платформах, включая специальные платформы-лесовозы.

Рассмотрим проблемы связанные с перевозкой лесных грузов: 1) дефицит универсального подвижного состава; 2) моральное и физическое старение значительной части вагонного парка; 3) технологические проблемы, связанные с погрузкой лесных грузов на универсальный подвижной состав. А именно: универсальные платформы, не востребованы в полной мере лесной отраслью из-за низкой технологичности и большой трудоемкости процесса их погрузки; полувагоны имеют относительно небольшой погрузочный объем; большая трудоемкость погрузо-разгрузочных работ; необходимость использования дополнительных крепежных и увязочных материалов; проблемы с очисткой.

Наиболее эффективно использовать специальные платформы оснащенные съемным оборудованием. Однако у грузоотправителей возникают определенные проблемы при разработке технических условий размещения штабелей лесоматериалов длиной 4–8 м на специальных платформах-лесовозах из-за отсутствия нормативных допускаемых изгибающих моментов в рамах платформ. В работе предложен метод расчета по распределению общей массы лесоматериалов по штабелям на специальной платформе. При этом в качестве допускаемого изгибающего момента в раме плат-

199

формы рекомендуется принять значение наибольшего изгибающего момента, возникающего при загрузке платформы древесиной в хлыстах до полной(трафаретной) грузоподъемности. Расчетная система симметричная — дважды статически неопределимая с двумя консолями неразрезная «балка» из хлыстов, передающих нагрузку от собственного веса на раму платформы через три пары опорных стоек-подкладок. Расчет неразрезной балки выполнен методом составления «уравнений трех моментов», приняв условно сечения пакета хлыстов постоянными по всей длине. Анализируя полученные результаты, выбираем максимальный изгибающий момент, значение которого и примем в качестве допускаемого. После подстановки значений и анализа полученных результатов выведена зависимость массы крайних штабелей от массы среднего штабеля при заданном значении используемой грузоподъемности.

Оценка влияния предварительного натяга в растяжках на динамику грузов

при маневровых соударениях вагонов

Е.Д. Псеровская, Ю. А Науман

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Наиболее распространенным средством крепления грузов в вагонах на сегодняшний день являются проволочные растяжки, обвязки с помощью которых груз притягивается к полу вагона. Создаваемое прижимное усилие препятствует сдвигу груза, тем самым обеспечивая его устойчивость на вагоне. От правильного расчета крепления груза и верной установки его на вагоне зависит сохранность перевозимого груза, безопасность движения поездов.

Способы формирования растяжек на вагоне изложены в Технических условиях размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах (ТУ), где указано «…Нити обвязки, растяжки скручивают ломиком или другим приспособлением до натяжения». Других рекомендаций о силе предварительного натяжения проволочных креплений, в ТУ не содержится. Однако, предварительный натяг растяжек играет существенное значение в поведении груза на вагоне, как в процессе движения, так и при маневровых соударениях и может привести к расстройству крепления при перевозке.

200

Для разработки рекомендаций по натяжению растяжек были проведены теоретические и экспериментальные исследования.

Экспериментальные исследования проводились в натурных условиях на учебно-испытательном полигоне. Целью испытаний являлось изучение динамики изменения и максимальных значений усилий, возникающих в креплении при маневровых соударениях, в зависимости от предварительного натяжения растяжек.

Груз на железнодорожной платформе закреплялся системой из шестнадцати растяжек. На растяжки установлены силоизмерительные тензорезисторные датчики российской фирмы модели«Мерадат К-16А», предназначенные для использования в действующих устройствах измерения силы, регистрирующие как статические, так

идинамические нагрузки. Датчик состоит из упругого элемента, тензорезисторов, соединенных по мостовой схеме, элементов термокомпенсации и нормирования. Место наклейки тензорезисторов

иместо расположения элементов нормирования и термокомпенсации, герметично закрытого металлической пластиной.

Предварительный натяг в растяжках варьировался от 5 кН до 26 кН с интервалом 3 кН, скорость соударения менялась от 3 до 9 км/ч. При этом фиксировались значения максимальных усилий в растяжках. Анализ полученных значений позволил установить зависимость усилий в креплении от предварительного их натяжения

иразработать практические рекомендации для грузоотправителей.

Фрикционно-рельсовый замедлитель вагонов при их неуправляемом гравитационном движении

В.И. Бородулин, Е.Н. Клименко

Самарский государственный университет путей сообщения, Самара

На железнодорожном транспорте постоянно действующей проблемой является безопасность движения поездов и сокращение доли ручного труда, в частности связанного с закреплением и регулированием скорости вагонов на путях сортировочного парка, при их свободном скатывание под уклон, где используются тормозные устройства в виде «башмаков», при их ручной укладке под колесную пару вагона.

В связи с этим в настоящее время решаются проблемы улучшения заполняемости путей сортировочного парка, за счет приме-

201

нения средств автоматизации, средств регулирования скорости и дальности скатывания отцепов.

Основным недостатком фрикционно-рельсового башмака (ФРБ) типовой конструкции, состоящего из полоза и упора, является низкое тормозное усилие. В результате наблюдаются случаи произвольного «ухода» подвижного состава со станционных путей, приводящие к аварийной ситуации. Использование ФРБ указанной конструкции для регулирования скорости скатывания вагонов в глубине сортировочного парка приводит в результате юза одного из колес к неравномерности износа поверхности его катания и подрезу гребня, восстановление указанных дефектов связанных с большими материальными затратами.

Различие этих тормозных средств заключается в следующем. Тормозной эффект башмака получается от усилия веса вагона, передаваемого на полоз башмака, подкладываемого под колесо вагона, и последующего скольжения башмака по рельсу, а тормозной эффект вагонных замедлителей создается захватом обода колеса тормозными шинами. В качестве силового привода обычно используются пневматические системы и реже используются бесприводные замедлители-зажимы, достоинства которых состоят в том, что они находятся постоянно в рабочем состоянии, не требуют участия человека, не требуют подвода энергии и приводов, точной установки подвижного состава, могут изготавливаться из изношенных деталей пути и вагонов. Длина за- медлителя-зажима находится в пределах 12 погонных метров.

Всвязи с этим перед разработчиками устройств для закрепления и затормаживания подвижного состава ставится задача, создания устройств с регулируемым тормозным усилием при ресурсосберегающей технологии, в частности с использованием без приводных систем.

Врезультате патентного поиска авторами выявлены оригинальные технические решения, которые положены в основу создания новых более мощных бесприводных устройств с регулируемым тормозным усилием. Одно из таких устройств типа ФРБ- 1 прошло испытание на станционных путях, с выдачей рекомендации о возможности его использования в глубине сортировочного парка. А.С. № 26504 МКИ-В61К 7/08

202

Варианты конструкций (ФРБ -1) после совершенствования, в сравнении с использованием типового горочного башмака, обеспечивают:

–увеличение тормозного усилия более чем в 7 раз, с возможностью перехода системы в жесткий режим закрепления вагона;

–исключение ручного труда и явления «ползун» на поверхности катания одного из колес затормаживаемой колесной пары;

Вариант конструкции (ФРЗ -1-фрикционно-рельсового замедлителя вагонов), представлен на рис. 1.

Рис. 1. Фрикционно-рельсовый замедлитель вагонов

Устройство содержит выемки 2 для размещения упора 3 в нерабочем положении, который шарнирно относительно оси4 соединен с ведущим полозом5, который посредством поперечной балки 6 соединен с другим аналогично устроенным полозом, размещенным на втором рельсе. Поперечная балка 6 взаимосвязана с подпружиненным штоком 7 буферного упора 8, корпус которого жестко закреплен к основанию рельсового пути 1.

Отличительным признаком ФРЗ является наличие амортизатора комбинированного действия, где используется суммарное тормозное усилие от воздействия нескольких источников энергии: фрикционных-тормозных сил башмака, от действия осевыхG упругих сил подпружиненного штока и характеристик рабочего тела пневмоамортизатора и других сил, тем самым обеспечивая максимально возможное тормозное усилие, в частности — более 35 тс/м при возможном пути затормаживания в несколько десятков погонных метров.

Следует отметить, что предлагаемое техническое решение не требует дополнительных источников энергии, так как работает за

203

счет потенциальной энергии пружины амортизатора деформируемого в процессе торможения вагонов.

Предлагаемые конструкции ФРБ рекомендуется использовать:

–в глубине сортировочных горок малой и средней мощности, где используется ручной труд по укладке башмака, икак следствие, в результате юза колесных пар на их поверхности катания образуется «ползун»;

–в улавливающих тупиках, при самопроизвольном оцепе группы вагонов на участках с большим уклоном пути или при отказе системы торможения в поезде;

–на станционных путях при самопроизвольном уходе вагонов, в случае нарушения технологии их закрепления или при стихийных возмущениях природы;

–на крутых уклонах пути городского рельсового транспорта для затормаживания трамваев и электропоездов в метро.

Фрикционно-рельсовый замедлитель вагонов при их неуправляемом гравитационном движении позволяет выполнять расформирование, формирование поездов на путях сортировочного парка, при этом затрачивать значительно меньше времени на данные операции, тем самым улучшать показатели сортировочных горок в перерабатывающей способности вагонов без глобальной реконструкции станционных путей и при минимальных затратах на его внедрение. Фрикционно-рельсовый замедлитель вагонов при их неуправляемом гравитационном движении способен обеспечивает безопасность движения, безопасность работников, связанных с маневрами, и сохранность подвижного состава.

Оценка эффективности новых электровозов в эксплуатационных условиях

А.А. Бакланов, Д.В. Мурзин С.В. Швецов, А.П. Шиляков

Омский государственный университет путей сообщения, Омск

В настоящее время в ОАО «РЖД» реализуются большие инновационные проекты, в результате выполнения которых на железные дороги страны, в том числе на Транссибирскую магистраль, с электровозостроительных заводов поставляются новые грузовые и пассажирские электровозы, позволяющие повысить массу и ско-

204

рость движения поездов. Так, для обеспечения вождения грузовых поездов повышенной массы и длины поступают электровозы переходного периода с коллекторными тяговыми двигателями: переменного тока серий 2ЭС5К, 3ЭС5К (Ермак) и постоянного тока серий 2ЭС4К (Дончак), 2ЭС6 (Синара). Для вождения пассажирских поездов повышенной массы и длины также поступают электровозы переходного периода с коллекторными тяговыми двигателями: переменного тока серии ЭП1 и постоянного тока серии ЭП2К. В конце 2010 года промышленность изготовила первые образцы перспективных электровозов нового поколения с бесколлекторным тяговым электроприводом: грузовые электровозы постоянного тока серии 2ЭС10 (Гранит) и пассажирские электровозы двойного питания серии ЭП20, оснащенные асинхронными тяговыми двигателями 3-фазного переменного тока.

Анализ показывает, что новые электровозы, как правило, имеют большие мощность, касательную силу тяги и(или) скорость движения, поэтому позволяют повысить массу поездов, сократить время хода и энергозатраты. Электровозы новых серий по сравнению с ранее выпущенными электровозами в большинстве случаев дают больший удельный возврат электроэнергии при рекуперативном торможении. По данным локомотивного депо Белово ЗападноСибирской железной дороги электровозы2ЭС4К при вождении тяжелых грузовых поездов позволяют получить 1,2в –1,7 раза больший удельный возврат электроэнергии по сравнению с электровозами ВЛ10У. Аналогично по данным локомотивных депо Омск и Барабинск Западно-Сибирской железной дороги электровозы 2ЭС6 при прочих равных условиях позволяют получить в 1,3- 1,6 раза больший удельный возврат электроэнергии по сравнению с электровозами ВЛ10.

Для достижения высокой энергетической эффективности новых электровозов в эксплуатации необходимо обеспечить полное использование их мощности, вождение поездов повышенной массы и длины с применением энергооптимальных режимов, максимальное использование рекуперативного торможения и т.п.

205

Применение инновационных разработок для повышения эффективности электроподвижного состава

А.А. Бакланов, В.О. Мельк, А.В. Раздобаров, А.П. Шиляков

Омский государственный университет путей сообщения, Омск

В условиях роста массы, скорости и интенсивности движения поездов проблема повышения эффективности электроподвижного состава приобретает особую актуальность. Пути решения этой

проблемы следует разрабатывать и реализовывать на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации основных технических средств железнодорожного транспорта, в первую очередь, подвижного состава, пути, систем тягового электроснабжения, СЦБ и связи.

На кафедре «Подвижной состав электрических железных дорог» ОмГУПС в последние годы выполнены различные разработки, связанные с вождением поездов повышеной массы и длины. В частности, разработан проект, по которому на Красноярской и Восточно-Сибирской железных дорогах модернизированы электровозы переменного тока ВЛ80Р для работы их в3-секционном 12-осном варианте. Сейчас на полигоне Мариинск-Карымская протяженностью 2700 км эксплуатируются свыше 70 таких электровозов, обеспечивающих вождение грузовых поездов повышенной массы 6000 т.

С помощью динамометрических вагонов-лабораторий периодически проводятся обследования основных направлений железных дорог с целью выявления лимитирующих уклонов и участков пути, слабых узлов электроподвижного состава, систем тягового электроснабжения, СЦБ и связи для последующего их усиления и выработки рекомендаций по рациональным и безопасным режимам вождения поездов. На основании многочисленных опытных поездок вырабатываются различные рекомендации по нормам массы грузовых и пассажирских поездов, рациональным режимам их вождения и др.

Эффективность вождения поездов повышенной массы и длины во многом определяется энергозатратами на тягу. Одним из основных путей снижения энергозатрат на тягу является рекупе-

206

ративное торможение электроподвижного состава. Для повышения энергетической эффективности рекуперативного торможения электровозов ВЛ85 и ВЛ80Р сотрудниками кафедры проведены исследования, позволившие повысить устойчивость и надежность работы систем рекуперации. Для облегчения управления режи-

мом рекуперации на этих электровозах разработана система управления с использованием одной рукоятки контроллера -ма шиниста вместо двух.

Одним из наиболее перспективных направлений в повышении эффективности электроподвижного состава является совершенствование систем управления. В этом направлении кафедра достигла значительного успеха, связанного с разработкой безрелейных систем управления грузовых электровозов переменного тока.

Еще в 2005 г. сотрудниками кафедры по заданию ОАО «РЖД» начаты исследования, целью которых была разработка альтернативного варианта микропроцессорной системы управления грузовых электровозов переменного тока (МСУЭ). Заданием предусматривалось применение современных аппаратных и программных средств, по своим техническим показателям наиболее оптимально удовлетворяющих условиям эксплуатации этих электровозов.

К основным преимуществам созданной микропроцессорной системы управления можно отнести существенное снижение количества промежуточных элементов в цепях управления электровозов, повышение надежности за счет резервирования, поскольку аппаратура любой секции позволяет осуществлять управления электровозом в целом, обеспечение полноты информации и гибкости управления благодаря наличию специального канала связи между блоками управления всех секций. Указанные преимущества, а также хорошие массо-габаритные и стоимостные показатели МСУЭ, определили решение ОАО «РЖД» оборудовать этими система50 электровозов ВЛ80Р в локомотивном депо Боготол. Модернизация электровозов проводилась работниками дорожного центра внедрения (ДЦВ) Красноярской железной дороги с авторским сопровождением ОмГУПСа. В течение 2011 г. электровозы были модернизированы и в начале 2012 г. сданы в эксплуатацию. В январе 2012 г. на микропроцессорную систему управления электровозов переменного тока был получен патент.

207

Помимо этого сотрудниками кафедры совместно с ДЦВ Красноярской железной дороги был разработан стенд для диагностики МСУЭ, опытный образец которого с 2007 года эксплуатируется в локомотивном депо Абакан.

В настоящее время на кафедре продолжаются работы по совершенствованию безрелейных систем управления электроподвижным составом.

Проблемы регулирования взаимодействия работы вертикально-интегрированных структур сортировочной станции

Н.Г. Дробченко

Дальневосточный государственный университет путей сообщения, Хабаровск

Холдинг «Российские железные дороги» поэтапно переходит к функционированию в форме комплекса вертикально-интегрирова- нных структур, специализированных на конкретных видах деятельности.

В настоящее время в работе таких структур существуют определенные проблемы, возникновение которых связано с низким уровнем эффективности взаимодействия подразделений инфраструктуры между собой. Возникает проблема совмещения самостоятельности вертикально интегрированных структур с работой на местах.

Подход ОАО «РЖД» к реформированию подразумевает переход к бизнес-единицам. Важнейшей характеристикой бизнесединицы является наличие продукта(продукции, товара, работы, услуги), имеющего ценность для клиента. В организационном отношении бизнес-единица обладает целостностью и является самостоятельным элементом организационной структуры компании.

Каждая крупная сортировочная станция может быть отнесена к бизнес-единице, выполняющей определенные бизнес-процессы. К бизнес-процессам относятся: грузовые перевозки, услуги инфраструктуры, услуги локомотивной тяги, ремонт и т.д.

Если рассматривать деятельность станции как единый процесс, в нем можно выделить следующие составляющие: основные процессы, процессы управления и обеспечивающие процессы

208

Воснове проблемы организации взаимодействия отдельных вертикалей лежат следующие аспекты:

– организационно-технологический;

– информационный;

– правовой.

Учитывая различные типы входящих потоков на сортировочную станцию (транзитный вагонопоток с переработкой, транзитный вагонопоток без переработки и местный) и осуществление работы станции по различным технологическим линиям, можно сделать вывод о разной технологии работы на каждой из технологических линий.

Вместе с тем, возникает проблема правовой основы взаимодействия различных структур на станции: необходима разработка правовой базы для установления эффективного взаимодействия (инструкции, регламенты, соглашения, типовые нормативы, единые технологические процессы).

Для совмещения самостоятельных вертикально-интегрирован- ных структур с работой на местах, предлагается рассмотрение матричной структуры управления, при которой особое внимание уделяется созданию и обеспечению качественного функционирования структур, отвечающих за эффективное взаимодействие создаваемых бизнес-единиц, в том числе и на территориальном уровне. Поэтому требуется разработка эффективной модели взаимодействия этих структур.

Вдокладе рассмотрены основные аспекты организации взаимодействия различных структур в процессе деятельности сортировочной станции как бизнес-единицы.

Проблема взаимодействия элементов сортировочной станции и прилегающих участков

Ю.А. Чечулина

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Современная технология работы любой сортировочной станции определяется на основе обеспечения четкого взаимодействия элементов станции между собой и с прилегающими участками на всех этапах переработки вагонов — это должно обеспечить беспе-

209

ребойную работу станции без значительных простоев грузовых вагонов с переработкой.

Взаимосвязь между элементами станции выражается в том, что изменение параметров одних оказывает влияние на параметры других элементов. Такое действие между элементами станции может проявляться как в прямом, так и в обратном направлениях процессу переработки вагонов. При нехватке поездных локомотивов, т.е. при несвоевременном вывозе составов со станции, все пути не только парка отправления, но и сортировочные пути могут быть заняты составами. Это непременно приведет к затруднению

работы горки и увеличению простоя составов в ожидании - рас формирования и даже может вызвать задержки поездов на подходах к станции.

Обратная связь имеет место при колебании поступающего на станцию поездопотока и неравномерности его обслуживания. В результате этой обратной связи снижается пропускная и перерабатывающая способность элементов станции, а, следовательно, и всей станции в целом. В связи с этим увеличиваются межоперационные простои составов и поездов. Поэтому в случаях наличия обратной связи требуется не только отдельное рассмотрение систем станции, для которых может быть выполнено условия устойчивого изолированного функционирования, но и рассмотрение их как части сложной системы, т.е. сортировочной станции.

В работе сортировочных станций существует постоянная технологическая (функциональная) взаимосвязь между входными и выходными участками, парками, сортировочными устройствами. Разработку технологии каждого элемента сортировочной станции и расчет оптимального путевого развития необходимо выполнять с учетом этой связи. Так, парк прибытия должен рассчитываться с учетом взаимодействия примыкающих к нему входных участков и сортировочной горки; парк формирования — с учетом взаимодействия горки и вытяжек формирования; парк отправления — вытяжек формирования и выходных участков. Речь идет, таким образом, о расчете путевого развития подсистем станции«входные участки – парк прибытия – горка», «горка – парк формирования – вытяжки формирования» и «вытяжки формирования – парк отправления – выходные участки». Работа одной подсистемы тесно связана с работой других — последующей и предыдущей. Необхо-

210

димо, чтобы каждая подсистема сохраняла самостоятельные технологические функции. Число путей в каждой из рассматриваемых подсистем — при установленной их длине — зависит не только от технологических параметров работы этих подсистем, но и в значительной степени от объема работы (от нагрузки на подсистемы).

Производительность выходного канала подсистемы(горки, вытяжных путей формирования и выходных участков) и путевое развитие должны устанавливаться исходя из обеспечения оптимального уровня работы подсистемы за длительный период времени (необходимо установить такой период времени, к концу которого в подсистеме остается наибольший остаток поездов — этот остаток и определяет оптимальную потребность в путевом развитии подсистемы).

Вкачестве нагрузки на подсистему«входные участки-парк приема-горка» рассматривается суточный поток перерабатываемых поездов, нагрузка на подсистему «горка — парк формирования — вытяжки формирования» задается в виде суточного потока накапливающихся поездов, на подсистему «вытяжки формирования — парк отправления — выходные участки» — числом формируемых и выставляемых в парк отправления составов за сутки.

Внастоящее время проблема взаимодействия технологии -ра боты элементов сортировочной станции, а также взаимодействия самих технических устройств станции остается нерешенной. Так, на определенной станции путем расчетов определяется так называемое «узкое место», которое, как правило, устраняется путем вложения больших средств. Какое-то время станция работает без значительных простоев вагонов с переработкой, а затем появляется новое «узкое место», которое требует устранения. Это говорит о том, что теория взаимодействия «предыдущий элемент системы — элемент системы — последующий элемент системы» не всегда работает. Таким образом, необходимо более глубоко изучить теорию взаимодействия всех элементов сортировочной станции(системы) для значительного сокращения простоев грузовых поездов с переработкой, а, следовательно, и для достижения определенного экономического эффекта.

211

Экспериментальные исследования влияния «ярусности» погрузки на усилия в креплении грузов

Е.Д. Псеровская, С.Ю. Хорунжин

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

При расчете крепления грузов, перевозимых на железнодорожном подвижном составе, используется методика, изложенная в Технических условиях размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах, которая не учитывает многих факторов, оказывающих влияние на достоверность получаемых результатов. В частности, в ней груз на вагоне рассматривается как «монолит», в то время как большинство грузов имеют многоярусную погрузку.

В связи с этим, при определении усилий в элементах крепления грузов вовсе не учитываются возможные относительные перемещения грузов между собой. Исходя из этого, можно отметить, что зависимость усилий, возникающих в креплении грузов при маневровых соударениях вагонов, от «ярусности» размещения единиц груза, является не решенной на требуемом уровне актуальной прикладной задачей.

Испытания проводились на стенде соударений полигона СГУПС. В качестве груза на вагоне размещалось16 железобетонных плит типа ПАГ размером(6000×2000×140) мм и массой 4,2 т каждая, расположенных в два штабеля по длине вагона и восемь ярусов по высоте, закрепленных растяжками.

Процесс измерения ударных нагрузок— сложная задача, решение которой требует использования современной микропроцессорной аппаратуры. Из-за кратковременности ударных нагрузок к измерительному каналу системы предъявляются жесткие требования по быстродействию, чувствительности и линейности выходной характеристики. Скорость регистрации сигналов с различных датчиков должна быть не ниже 1000 измерений в секунду на канал. Кроме того, аппаратура должна регистрировать низкочастотные колебания практически от0 Гц. Необходимо, чтобы используемая аппаратура обладала широким частотным диапазоном, позволяющим регистрировать как статическую, так и динамическую составляющие измеряемых сигналов. При проведении ударных испытаний в реальных условиях необходима многоканальная

212

аппаратура, работающая в температурном диапазоне от–50 °С до + 50°С при импульсных ускорениях до 10 g.

Ударные испытания проводились для оценки величин реальных нагрузок, действующих на груз и крепления при маневровых соударениях вагонов. При этом было проведено две серии ударов со скоростями от 3 до 9 км/ч. В первом случае плиты свободно размещались на подкладках и прокладках, а во втором случае каждый штабель плит был «омоноличен» с помощью двух комплектов стяжек, выполненных из металлического профиля, предотвращающих сдвиг единиц груза относительно прокладок.

Анализ полученных результатов позволил установить зависимости между усилиями, возникающими в креплении при«монолитном» и «немонолитном» размещении грузов на вагоне.

Проблемы использования инфраструктуры железных дорог ОАО «РЖД»

в современных условиях управления перевозками

А.Г. Кищенко

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

В результате реализации структурной реформы 2011с г. подвижной состав железных дорог стал приватным. Тем самым была решена проблема обновления и модернизации железнодорожного подвижного состава, при этом значительно усложнились процессы управления перевозками, что привело к сокращению резервов пропускной способности железных дорог, перерабатывающей способности станций.

Процесс управления перевозками в современных условиях характеризуется рядом проблем, негативно отражающихся на показателях эксплуатационной работы железных дорог, основными из которых являются:

–увеличение встречного пробега однородного порожнего подвижного состава;

–наличие значительного непроизводительного простоя -по движного состава разных собственников и операторов перевозок на станционных путях;

–недостаточное обеспечение вагонами станций погрузки при наличии на подходах избыточного парка вагонов, пригодных под

213

погрузку, вследствие разной принадлежности однородного -по движного состава.

Все это приводит к значительной дополнительной загрузке путевого развития станций, многие из которых фактически используются как пункты отстоя, и требуют дополнительного развития для обеспечения выполнения заданных объемов перевозок. Однако решение указанных проблем не может производиться только -пу тем развития инфраструктуры железных дорог общего пользова-

ния даже за счет операторских компаний или путем - частно государственного партнерства.

Очевидно, что нужны дополнительные управленческие решения в области планирования и организации перевозочного процесса в современных условиях(при наличии ограничений по пропускной и перерабатывающей способностям инфраструктуры железных дорог общего пользования) в направлениях:

1.Консолидированного использования приватных вагонных парков на железных дорогах общего пользования.

2.Передачи приватных вагонных парков для управления перевозками на сети общих железных дорог одному оператору(например, ОАО «РЖД») на принципах организации перевозок обезличенного или частично обезличенного вагонного парка.

3.Разработки информационно-планирующих систем для определения возможности перевозки грузов подвижным составом операторских компаний по инфраструктуре железных дорог общего пользования по принципу «живой» очереди с учетом оперативной обстановки и наличия ограничений по пропускной и перерабатывающей способностям железных дорог по заявляемому маршруту.

Реализация указанных направлений организации перевозочного процесса должна производиться совместно с развитием инфраструктуры железных дорог ОАО «РЖД».

214

Оптимизация параметров негорочных сортировочных устройств при расформировании составов

одиночными изолированными толчками

П.С. Бурдяк

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

На станциях общей сети, а также на промышленных станциях применяется способ сортировки вагонов методом толчков, который является промежуточным между горочной технологией и сортировкой методом осаживания.

При объеме переработки, недостаточном для сооружения сортировочной горки, но большем, чем перерабатывающая способность негорочного сортировочного устройства(НГСУ) с использованием метода осаживания применяют технологию расформирования составов толчками. Особенно это распространено на грузовых станциях со значительной внутригодовой неравномерностью объемов переработки. Как правило, на станциях используют метод изолированных одиночных толчков.

Эффективное использование такой технологии требует - со вершенствования методов расчета параметров НГСУ, что указывает на актуальность темы исследования.

Объектом исследования являются негорочные сортировочные устройства, при расформировании составов одиночными изолированными толчками.

Предметом исследования являются конструктивные параметры НГСУ, процессы движения маневрового состава и отдельных отцепов при расформировании составов одиночными изолированными толчками.

Целью работы является разработка методики определения рациональных конструктивных и технологических параметров НГСУ, используемых для расформирования составов одиночными изолированными толчками.

Для исследования процессов движения маневрового состава и самостоятельно скатывающихся отцепов разработаны математические модели, на основе которых создана имитационная модель процесса расформирования составов одиночными изолированными толчками. Данная имитационная модель состоит из двух блоков:

215

–модель движения маневрового состава(с локомотивом), включающая разгон и торможение состава(программа «Манев-

ры-2Т»);

–модель движения отцепа после отрыва от состава(толчка) — (программа «Скат-1»).

Обе модели составляют единый программный комплекс для исследования процесса расформирования составов.

Разработанный программный комплекс позволяет производить имитацию производства одиночных изолированных толчков

свысокой точностью. Данный программный комплекс позволяет исследовать длину, уклоны вытяжного пути и массы маневрового состава в зависимости от скорости выполнения толчка.

Результаты выполненных расчетов позволили сделать определенные выводы, которые, в зависимости от возможности применения, можно разделить на две группы:

–для существующих негорочных сортировочных устройств;

–для вновь проектируемых негорочных сортировочных устройств.

Исследованиями установлено, что реализация технологии расформирования составов методом одиночных изолированных толчков имеет ограничения в зависимости от сочетания следующих факторов: продольного профиля НГСУ, массы маневрового состава, скорости выполнения толчка, структуры отцепопотока и условий внешней среды:

1. Для вытяжных путей ограничение по уклонам следующее:

–при массе состава от 4000 до 6000 т расформирование возможно на уклонах от +1,5 ‰ до –1,5 ‰;

–при скорости толчка 5 км/ч расстояние на полурейс разгонторможение минимально;

–максимальная скорость выполнения толчка, составов мас-

сoй от 1000 до 6000 т обеспечивается при расположении вытяжного пути на подъеме в диапазоне от 0,5–1,5 ‰.

2.На основании проведенных имитаций скатывания бегуна П

иторможения составов разных масс получены величины уклонов участка стрелочной зоны, расположенного после точки отрыва,

при котором происходит отрыв отцепа от состава iинт. В результате имитаций скатывания бегуна П и торможения составов разных

216

масс определены значения iинт, для значений уклона вытяжного пути в диапазоне от –2,5 ‰ до +2,5 ‰.

Установлено, что определение оптимальных конструктивных параметров стрелочной зоны и путей парка должно производиться совместно с оптимизацией конструкции вытяжного пути. Для решения данной задачи разработаны следующие методики:

1) Методика определения допустимых конструктивных и технологических параметров НГСУ при расформировании составов одиночными изолированными толчками, основанная на решении следующих задач:

–определение минимальной потребной дальности пробега отцепа в парк после толчка;

–определение условий максимального проследования отцепов в парк после толчка;

–исследование условий образования интервалов между отцепами и маневровым составом после толчка;

–проверка обеспечения условий остановки отцепов в парке с соблюдением допустимых технологических параметров.

3. Разработана методика оптимизации конструктивных и технологических параметров НГСУ при расформировании составов одиночными изолированными толчками по критерию минимизации приведенных расходов. Использование методики позволяет решать задачи определения оптимальных параметров НГСУ на стадии проектирования. Кроме того, данная методика позволит определять оптимальные значения скорости выполнения толчков

ичисла частей, на которые следует делить состав при расформировании одиночными изолированными толчками, для эксплуатируемых НГСУ.

Таким образом, реализован новый метод расчета параметров негорочных сортировочных устройств специализированных для расформирования составов одиночными изолированными толчками основанный на имитационном моделировании процесса.

217

Совершенствование условий и технологий перевозки грузов

С.В. Ковальчук

Тайгинский институт железнодорожного транспорта — филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» факультет среднего профессионального образования

«Тайгинский техникум железнодорожного транспорта», Тайга

Согласно Федеральной целевой программы«Развитие транспортной системы России» (2010–2015 гг.) в 2015 г. объем транзитных перевозок достигнет 42,7 млн т в год. Планируется, что реализация программы позволит увеличить объем экспорта транспортных услуг в 1,9 раза и транзит грузов по территории Российской Федерации в 1,4 раза. На железнодорожном транспорте будут введены в эксплуатацию 3,1 тыс. км новых линий, 3,2 тыс. км дополнительных главных путей, электрифицированы 2,7 тыс. км линий, скорость доставки грузовых отправок в 2015 г. достигнет 305 км в сутки, в том числе контейнеров в транзитном сообщении— 950 км в сутки.

Реализация программы возможна благодаря совершенствованию условий и технологий перевозки грузов. ОАО «РЖД» в рамках реализации программы инновационного развития компании и в целях рационализации грузовых перевозок проводит последовательную работу по внедрению интегрированной технологии организации движения грузовых поездов по расписанию. Это открывает дополнительные возможности для стабилизации грузового движения и сокращения издержек, способствует повышению пропускных способностей линий и отвечает интересам всех участников перевозочного процесса.

Вусловиях устойчивого роста спроса на перевозки грузов, активного развития сети скоростных пассажирских сообщений и развития рыночных взаимоотношений между участниками перевозочного процесса организация движения грузовых поездов по графику приобретает особую роль.

Впассажирском движении выполнение графика составляет почти 99 %, и по этому показателю железные дороги России за-

218

нимают лидирующие позиции в мире. Совершенно другая ситуация с графиком движения грузовых поездов.

Для обеспечения конкурентоспособности железнодорожных перевозок и удовлетворения интересов участников транспортного рынка ОАО « РЖД» в качестве целевой задачи предусматривается принцип доставки грузов«точно в срок» в соответствии с договором на перевозку, чтосоздаст резервы пропускной способности для более качественного транспортного обслуживания клиентов и доставки грузов в установленные сроки.

Для решения поставленной задачи требуется выполнить комплекс технических, технологических и организационных мероприятий, которые обеспечат поэтапный переход на новую технологию организации движения поездов.

Втехническом плане это, прежде всего, развитие инфраструктуры. Следует отметить, что на ряде участков сети имеются резервы пропускной способности. 12 тыс. км эксплуатационной длины путей относится к категории малоинтенсивных, являются убыточными. В то же время около 25 тыс. км линий в настоящее время перегружены. Движение грузовых поездов осуществляется преимущественно по транспортным коридорам, а для перевозки 80 % грузов используются 30 % сети. Именно на этих основных направлениях имеется дефицит пропускных способностей. Одним

из важнейших элементов новой технологии является система управления движением поездов, что позволит управлять эксплуатационной работой и получать всю необходимую оперативную, учетно-отчетную и аналитическую информацию.

Вкачестве практической реализации новой технологии на полигоне трех железных дорог — Южно-Уральской, Свердловской и Западно-Сибирской — от станции Челябинск-Главный до станции Входная был проведен эксперимент по организации движения поездов по расписанию протяженностью78 км. За время эксперимента уровень выполнения графика по проследованию поездов повысился с 15 до 55 %. Маршрутная скорость грузовых поездов

—один из основных показателей, характеризующих качество эксплуатационной работы, — возросла до 214 км в сутки. Более чем на 6 % снижен удельный расход электроэнергии на тягу поездов. Это особенно важно, так как на многих участках сети повышение веса поезда ограничивается дефицитом электроэнергии. Общий

219

экономический эффект от организации движения грузовыхпоездов по расписанию за время эксперимента составил 38,8 млн р.

Важное значение имеет увеличение веса грузовых поездов. В перспективе планируется организовать движение от Кузбасса в порты Санкт-Петербурга и Мурманска поездом весом 9 тыс. т на всем пути следования. Для выполнения поставленной задачи необходимо обновить парк локомотивов, пополнить его новыми локомотивами 2ЭС10, удлинить станционные пути, усилить энергоснабжение. Наряду с этим операторским компаниям и грузовладельцам целесообразно приобретать полувагоны большей грузоподъемности габарита Тпр с нагрузкой на ось 25 т и вместимостью на 6 т больше типового. Технико-экономические расчеты показывают, что использование таких полувагонов позволит уменьшить затраты на закупку подвижного состава и снизить срок окупаемости капитальных вложений на 2–3 года. Одним из наиболее значимых элементов новой технологии является обеспечение перевозок тяговыми ресурсами. В целях повышения эффективности использования локомотивов в компании внедряется система тягового обслуживания грузовых поездов на полигонах, объединяющих несколько железных дорог. Локомотивы следуют без отцепки от поезда на расстоянии более2 тыс. км, например: от Мариинска до Карымской (2700 км). В результате ускоряется продвижение вагонопотоков, сокращается потребность в локомотивном парке.

Важнейшим условием реализации такой новой технологии является и внесение изменений в нормативно-правовую базу и тарифную систему грузовых перевозок, а также это требует переподготовки персонала и внесения изменений в программы обучения новых кадров.

Реализация всего комплекса мероприятий необходима для внедрения на сети инновационной технологии организации движения поездов и рационализации грузовых перевозок.

220

Регулирование вагонным парком в условиях неравномерности движения

А.В. Кабалина

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Необходимость регулирования вагонным парком возникла сразу же с вводом в эксплуатацию первых железных дорог общего пользования и усиливалась по мере роста объема перевозок. В последнее время обострилась проблема управления вагонным парком в связи с ростом приватного подвижного состава.

В создавшихся условиях объективно созрела необходимость изменения регулирования погрузочными ресурсами с целью обеспечения потребности всех грузовладельцев в перевозках.

На сети железных дорог страны имеются длительные затруднения в движении грузовых поездов из-за несвоевременной выгрузки вагонов пунктами назначения. Основные затруднения в пунктах назначения происходили из-за несвоевременной выгрузки вагонов в морских портах Дальневосточной железной дороги. Так, на любой момент времени на Транссибирской магистрали находилось -бро шенными из-за несвоевременной выгрузки вагонов многие десятки составов грузовых поездов. На обеспечение устойчивости в пропуске поездов на магистральных железнодорожных линиях существенное влияние может оказать порядок погрузки и дальнейшего регулирования очередности их пропуска при ограничениях в пропускной способности станций и перегонов.

Для установления оптимального варианта регулирования погрузки в зависимости от дальности следования погруженных -ва гонов необходимо учитывать неравномерность в объемах общего предъявления погрузки по назначениям. Так, повышенная потребность в нефтепродуктах в целом для всей страны имеет место в летние месяцы. В то же время, в зимние месяцы потребность в нефтепродуктах несколько снижается. При этом сезонная неравномерность в потребности нефтепродуктов требует создания в определенных пунктах отправления или назначения специальных складов. Также в определенные периоды повышенных объемов перевозок имеющегося подвижного состава обычно не хватает.

221

Для установления оптимального варианта необходимо учитывать разницу в дальности следования погруженных вагонов до пунктов назначения. Так, погруженные вагоны могут следовать на самое различное расстояние: от нескольких десятков до пяти и более тысяч км.

С увеличением дальности следования возрастает время оборота погруженных вагонов. Для нефтеналивных грузов после выгрузки вагон следует обратно в порожнем состоянии. При этом протяженность груженого рейса будет равна величине порожнего

рейса. Для таких условий за счет наличия затрат времени на начальные и конечные технологические операции погрузке и выгрузке, суммарное время оборота вагона возрастает в меньшей степени, чем увеличивается дальность следования погруженных вагонов до пунктов назначения.

В случае спада в движении целесообразно усиливать погрузку вагонов на самые дальние расстояния. В случае подъема перевозок следует такие перевозки ограничивать.

Разработка условий формирования и размещения пакетов металлического лома, исключающих возможность ручной выемки в пути следования

К.В. Желдак, А.С. Чистяков, Д.А. Сивицкий

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Лом черных металлов является одним из основных видов сырья для отечественной черной металлургии. Металлический лом может быть подготовлен по одной из категорий предусмотренной ГОСТ 2787–75 для перевозки по железной дороге в зависимости от состава и характеристик исходного сырья и предъявлен к перевозке на открытом подвижном составе.

Рассмотрим случай перевозки в полувагонеметаллического лома с размещением его до высоты верхнего увязочного пояса стен полувагона.

При перевозке металлического лома по железным дорогам России и стран СМГС используются Технические условия, Приложение 14 к СМГС и ГОСТ2787–75. Согласно этим нормативным документам нет требований касающихся подготовки метал-

222

лического лома к перевозке учитывающих сохранность груза в процессе перевозки.

Проблемы в экономике нашей страны негативно сказываются на состоянии многих отраслей народного хозяйства, в том числе и в железнодорожном транспорте. Кражи груза в пути следования имеют не только экономическую составляющую, но напрямую угрожают безопасности движения поездов.

Хищение металла из полувагонов происходит как остановившегося состава, так и на ходу поезда. При сбрасывании металла создается угроза безопасности движения, так как он может попасть под колесную пару и повлечь за собой сход поезда.

Администрацией железных дорог принимаются различные мероприятия, направленные на обеспечение безопасности движения. Например, укрупнение грузовых мест (не менее 300 кг) или укрытие груза щитами.

Эти меры несут отрицательный экономический эффект: увеличение затрат на погрузку и выгрузку, увеличивается простой вагонов под грузовыми операциями , икак следствие, снижается экономическая выгода от перевозки металлолома железнодорожным транспортом.

Тем более как показывает практика хищение в основном происходит либо на ходу поезда— выемка и сброс мелких единиц груза, либо во время стоянки поезда — как вручную, так и с помощью автомобилей-погрузчиков с манипулятором типа«вороваек» имеющих грузоподъемность 3 т и более.

Для примера взят металлический лом категории3А размещаемый в полувагоне навалом, поверх лома уложенного навалом укладываются пакеты из металлического лома категории 9А.

Согласно ГОСТ 2787–75 пакет формируется из легковесных стальных отходов и лома размером не более чем2000×1050×750

мми массой не менее 40 кг.

Вданной работе предпринята попытка выработать условия и теоритически обоснование массы пакетов от их размеров и образованными зазорами, исключающие возможность ручной выемки в пути следования и тем самым снизить затраты на погрузку вагонов.

С этой целью разработана расчетная схема и с учетом принятых допущений определена возможность выемки пакетов от габа-

223

ритных размеров пакетов и условий их размещения. Величина зазоров определяет его заклинивание его между соседними пакетами, что впоследствии предотвращает его ручную выемку из вагона, при условии, что груз размещается до верхнего увязочного пояса полувагона (как худший случай).

Для выемки пакета злоумышленник может использовать лом, вставленный в зазор между пакетами.

При достаточно больших зазорах и использовании лома и подручных материалов (например, брусков) одиночный пакет можно «вывернуть» на поверхность рядом расположенных пакетов и далее столкнуть его на путь.

Расчетная схема представляет собой три расположенных рядом пакета уложенные на основание (металлический лом, уложенный в навал) с двумя просветами между ними и рычагом (ломом).

Врасчетной схеме для расчета используется второй закон Ньютона, уравнение моментов и уравнение для рычага.

Расчет выполнен в три этапа: 1-й этап — опрокидывание пакета (наклон на соседний пакет); 2-й — удержание пакета в опрокинутом положении; 3-й — выемка опрокинутого пакета (проворот пакета при условии его отрыва от основания).

Вконце каждого этапа рассчитываются коэффициенты , показывающие соответствующие «выигрыши» в моментах.

Рассчитанные коэффициенты позволяют сделать вывод о возможности ручной выемки пакета с помощью лома при заданных массе и габаритных размерах пакетов.

Таким образом, подбор масс и габаритных размеров пакетов позволит обеспечить сохранность перевозки и безопасность движения поездов без различных дополнительных мер защиты.

Технико-экономическая оценка вариантов усиления пропускной способности перегонов участка Инская – Среднесибирская

Климова Е.В.

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Стратегической целью развития железнодорожного транспорта в России является транспортное обеспечение ускоренного экономического роста на основе эффективного развития и модерни-

224

зации железнодорожного транспорта при условии«отсутствия участков с критическим уровнем заполнения пропускной способ-

ности», [1, 2].

Исследуемый участок Инская – Среднесибирская связывает между собой Транссибирскую магистраль и Среднесибирский ход, которые входят в состав международного транспортного коридора Восток-Запад, а также внутренних: Кузбасс – СевероЗапад и Кузбасс – Азово-Черноморский транспортный узел.

Рассматриваемый участок в периоды неравномерности движения используется для перераспределения грузовых поездопотоков между параллельными ходами Западно-Сибирской железной дороги. В основном это связанно с увеличением размеров пассажирского движения на Транссибе, выполнении капитального ремонта на Средсибе, а также с работой сортировочных станций — Инская и

Алтайская. В перспективе ожидается значительное увеличение размеров перевозок по направлению данных транспортных коридоров, что приведет к необходимости отклонения на участок Инская — Среднесибирская большего числа поездов. В этой связи мероприятия по увеличению его пропускной способности являются актуальными и относятся к приоритетным на современном этапе развития инфраструктуры Западно-Сибирской железной дороги.

Целью данной работы является разработка мероприятий по увеличению пропускной способности участка Инская – Среднесибирская и определение оптимальной этапности его развития для освоения перспективных размеров перевозок.

Согласно нормам, [3], для обеспечения надежного пропуска поездов на однопутном участке необходимо иметь резерв пропускной способности не менее 15 %, на двухпутном и многопутных — не менее 9 %. Согласно произведенным расчетам в настоящее время на участке имеются перегоны, ограничивающие его пропускную способность: И1 – Л (резерв 10,9 %), Д – П (13,1 %),

Ч – Б (–18,2 %), Б – К (–42,1 %), /4, 5/. В условиях ожидаемого роста размеров перевозок к2015 г. к числу ограничивающих перегонов добавятся: Б1 – И1, Л – Е – Л1 – Д, П – Ч, К – У – С, в обоих направлениях. Согласно значению результирующей про-

225

пускной способности1 на 2015 г. по участку Инская – Среднесибисркая невозможно пропустить 44 пары грузовых поездов2.

Рассмотрены следующие мероприятия по усилению - про пускной способности однопутных перегонов: применение пакетного или частично-пакетного графика движения, сооружение дополнительных раздельных пунктов, двухпутных вставок (ДВ) и сплошного второго главного пути (ВГП) на перегонах.

За критерий выбора оптимального варианта этапности усиления пропускной способности принято: достижение максимальной пропускной способности на каждом этапе усиления с минимальными капитальными затратами, т.е. откладывание реализации наиболее капиталоемкого варианта на более дальний срок; достижение конечного результата за минимальное число этапов.

Сравнение капитальных затрат не выполнялось для вариантов наращивания пропускной способности, которые имеют одинаковый конечный результат — двухпутный перегон.

Горизонт расчета принят исходя из условий: начальное состояние соответствующее существующему техническому оснащению перегона и технологии пропуска поездов, конечное состояние, когда техническое оснащение и организация движения на перегоне обеспечат пропуск не менее 52 пар грузовых поездов в сутки в перспективе (к 2015 г.).

Этапность развития перегонов участка определена методом построения графа. Результаты приведены в табл. 1.

1Результирующая пропускная способность определена по лимитирующему перегону Б – К

2С учетом нормативного резерва пропускной способности перегона, технологического «окна» и первоочередного пропуска поездов других категорий

226

227

Срок доставки груза как условие договора доставки грузов

Л.С. Казанцева

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Внастоящее время основным критерием выполнения перевозок становится срок доставки груза, большое значение приобретает технология организации вагонопотоков, т.е. по плану формирования, обеспечивающая выполнение заданных временных нормативов.

Для точного определения времени прибытия порожних и груженых вагонов на станции погрузки или выгрузки и рационального использования инфраструктуры, необходимо прогнозировать технологические сроки доставки, определяемые в соответствии с планом формирования и графиком движения поездов и технологическими процессами работы станций.

Впроцессе работы был составлен перечень корреспонденций за второе полугодие 2011 г. для повагонных отправок. Для каждой корреспонденции определены расстояние, нормативный срок доставки грузов, а также маршрут следования по плану формирования с указанием станций переработок. В соответствии с установленными маршрутами следования рассчитано время в пути, с учетом операций на технических станциях без переработки и время нахождения вагонов на станциях переработки вагонопотоков.

Сравнение нормативного срока доставки, рассчитываемого по Правилам перевозок грузов, и технологического срока, полученного расчетным путем, позволяет выявить лимитирующие места в установленной технологии доставки и принять меры к их устранению (план формирования и технологический процесс работы станции).

При сравнении нормативных и технологических сроков -до

ставки заданных корреспонденций выявлено, что большая их часть не укладывается по установленной технологии доставки грузов в нормативный срок доставки. Так только 9 % корреспонденций в существующих условиях могут быть доставлены в пункт назначения ранее срока, установленного нормативами, и 7 % корреспонденций прибудут «точно в срок». Согласно анализу доля корреспонденций вагонопотоков, не соответствующих по техно-

228

логии продвижения нормативным срокам доставки грузов до 2 суток включительно составляет 38 %, от 3 до 4 суток — 36 %, на 5 и более суток — 10 %.

Дополнительный анализ предъявленных грузоотправителями претензий по нарушению срока доставки предложенным порядком поможет выявить «узкие» места в реализации установленного порядка организации вагонопотоков (выполнение плана формирования и порядка нахождения вагонов на станциях переработки).

Классификация опасных грузов как основа безопасности перевозочного процесса

И.О. Тесленко, К.В. Желдак, Е.А. Меженова

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Условия перевозки опасных грузов напрямую зависят от выявленных физико-химических и опасных свойств грузов, т.е. можно констатировать, что на безопасность перевозочного процесса непосредственное влияние оказывает правильное отнесение опасного груза к классу, подклассу, категории опасности (для грузов первого класса к группе совместимости).

Для опасных грузов класса1 (Взрывчатые материалы и изделия (ВМ)) ярко выражена зависимость подкласса и группы совместимости от типа метода и материала упаковки. За последнее время были разработаны новые виды тары, более отвечающие современным требованиям безопасности перевозочного процесса. Однако отсутствие единой научной методики по классификации грузов данного класса препятствует правильному определению условий перевозке этих грузов, а так же росту объему перевозок (многие ВМ запрещены к совместной перевозке и внедрение новых видов тары, методов упаковки и правильная их классификация способны снять эти запрещения).

В рамках выполнения работ по договору на выполнение научно - исследовательских работ и по ходатайству заинтересованных предприятий, на основании действующей нормативно-технической и рекомендательной документации была разработана методика, главной задачей которой является отнесение опасных грузов к первому клас-

229

су, подклассу, группе совместимости. В рамках выполнения данного алгоритма требуется проведение двух серий испытаний.

Первая серия должна ответить на вопрос: «Можно ли рассматривать вещество (изделие) на предмет включения в подкласс 1.5 или 1.6?» и состоит из четырех видов испытаний:

A — испытания на удар, в ходе которых определяется чувствительность к детонации при помощи стандартного детонатора; B — термические испытания, с помощью которых определя-

ется наличие тенденции к переходу от дефлаграции к детонации; C — испытания, проводимые с целью определить способность

вещества (изделия) взрываться в большом количестве под воздействием большого пламени;

D — испытания с целью определить, способно ли вещество к воспламенению от искры.

При получении отрицательных результатов во всех четырех испытаниях вещество (изделие) относят к подклассу 1.5 или 1.6. В тех случаях, когда вещество нельзя классифицировать как груз подкласса 1.5 или 1.6, то приступают к проведению второй серии испытаний. Вторая серия состоит из трех видов испытаний, каждое из которых проводится по три раза:

A — испытание единичной упаковки. Испытанию подвергаются упаковки со взрывчатыми веществами и изделиями в том виде и состоянии, в каком они подлежат перевозке. Инициирование изделий осуществляют при помощи детонатора или воспламенителя и ведут наблюдения за следующими явлениями: свидетельства термических эффектов, детонации, дефлаграции или взрыва всего содержимого упаковки.

B — испытание штабеля упаковок. Штабель состоит из трех упаковок с изделиями. Инициируют вещество (изделие), находящееся в упаковке нижнего яруса штабеля.

C — испытание внешним пламенем. Испытанию подвергается штабель, состоящий из трех упаковок изделий плотно друг к другу и скрепленных от развала стальной проволокой. Штабель устанавливается на металлическую решетку на расстоянии0,6 м над поверхностью земли. Под решеткой разводят костер, с таким расчетом, чтобы все упаковки были объяты пламенем.

По результатам этих испытаний вещество (изделие) относят к одному из подклассов 1.1, 1.2, 1.3, 1.4. Если в ходе испытаний

230

выявлено, что опасность взрыва или термического эффекта -от сутствует, то продукт рассматривается на предмет исключения из класса 1.

После завершения всей процедуры испытаний и отнесения вещества (изделия) к подклассу, переходят к присвоению группы совместимости. Группа совместимости обозначается буквами латинского алфавита от А до N (кроме I, М), а также S. Группа совместимости зависит от опасных свойств продукции, химического состава взрывчатого вещества или конструкционных особенностей изделия.

Номер класса, подкласса и группа совместимости совместно составляют классификационный шифр взрывчатого материала, от которого зависят все условия перевозок: тип подвижного состава, вид отправки, маркировка транспортной тары и подвижного состава, совместная перевозка и др.

Описанная выше методика была апробирована при испытаниях изделий класса 1, как новых, так и уже выпускаемых. Так как непосредственное назначение испытуемых изделий заключается в переходе к процессу детонации под воздействием удара, испытания первой серии не проводились. В результате испытаний были получены следующие результаты:

–у одного типа изделий, не зависимо то вида тары и метода упаковки, были подтверждены ранее определенные класс, подкласс и группа совместимости 1.4B;

–у другого изделия было обнаружено несоответствие группы совместимости изделий, согласно данным действующей норма- тивно-технической документации (группа совместимости B) и результатам, полученными при испытании (группа совместимости S), рекомендовано ее изменение;

–третьи изделия, как показал эксперимент, в зависимости от вида тары и метода упаковки можно отнести к группе совместимости D или S.

Полученные результаты полностью совпадают с международной классификацией аналогичных веществ и изделий.

231

Имитационная модель скатывания отцепов дифференцированной длины с сортировочной горки

А.А. Гунбин

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

В настоящее время методика расчета сортировочных горок, представленная в действующих Правилах и нормах проектирования сортировочных устройств 2003 г., основана на расчетах и анализе результатов скатывания с горки одиночных вагонов с установленными расчетными характеристиками. При этом используется метод расчета динамики скатывания вагона, при котором отцеп рассматривается как материальная точка.

Ранее были сформулированы положения расчета динамики скатывания вагонов с горки, при котором отцеп рассматривался как нерастяжимая нить, а также как шарнирно-осевая модель. Однако в связи с ограниченными электронно-вычислительными ресурсами выполнять такие расчеты ранее было затруднительно.

Разработанная программа имитационного моделирования скатывания отцепов из нескольких вагонов с сортировочной горки «СКАТ-Отцеп» предназначена для расчета скорости и времени прохождения отцепа заданных точек плана горочной горловины. Результаты расчетов могут использоваться при проектировании или переустройстве сортировочных устройств, а также для определения рекомендуемого числа вагонов в отцепе для существующих горочных систем. Модули программы реализованы на языке программирования Python 2.6.2.

Отцеп в модели рассматривается как система взаимосвязанных вагонов, соединенных между собой нелинейными связями, а именно автосцепными устройствами. Новизной программы является наличие блока расчета усилий, возникающих в поглощающих аппаратах автосцепного устройства, при прохождении различных элементов плана и профиля спускной части сортировочной горки.

В имитационной модели определение различных сил сопротивления движению каждого вагона в отцепе производится численными методами. Силы сопротивления движению делятся на две группы: управляемые и неуправляемые.

232

К управляемым силам сопротивления относят:

–удельное сопротивление, возникающее при торможении на

тормозных позициях wт.

К неуправляемым силам сопротивления в действующей методике расчета относят:

–основное удельное сопротивление wо;

–удельное сопротивление от воздушной среды и ветра wсв;

–удельное сопротивление от стрелочных переводов и кри-

вых wск;

– удельное сопротивление от снега и инея wсн.

Имитационное моделирование процесса заполнения сортировочных путей с учетом проталкивания вагонов

Т.И. Старостина

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Действующая методика проектирования сортировочных горок основана на аналитических способах расчета. При этом рассматривается маршрут скатывания отцепов до расчетной точки, устанавливаемой на расстоянии 50 м от стыка парковой тормозной позиции. При заполнении парка часть отцепов не докатываются до вагонов, стоящих на путях, что приводит к образованию «окон» и дополнительной маневровой работе. Также могут иметь место случаи соударения отцепов со скоростями, превышающими нормативные значения, а в отдельных случаях может происходить выход групп вагонов за предельные столбики сортировочных путей в выходной горловине парка, что является нарушением условий безопасной эксплуатации. Указанные недостатки свидетельствуют об актуальности работы и вызывают необходимость совершенствования методов исследования процесса заполнения сортировочных парков при расформировании составов.

В данной работе объектом исследования является процесс заполнения сортировочных путей, предметом исследования — процессы движения вагонов и динамические нагрузки в сортировочном парке при расформировании составов.

Целью работы является разработка программы имитационного моделирования процесса заполнения сортировочных путей.

233

Для достижения цели решены следующие задачи:

1)выполнен анализ нормативной документации в области проектирования и эксплуатации сортировочных горок сети ОАО «РЖД»;

2)разработана математическая модель процесса скатывания отцепов в сортировочный парк с учетом возможности образования «окон» и проталкивания вагонов вглубь парка при соударениях;

3)разработан алгоритм расчета скатывания отцепов на сортировочный путь и выстроена структура имитационной модели процесса заполнения сортировочных путей;

4)разработан программный комплекс имитационного моделирования процесса заполнения путей сортировочного парка;

Программа имитационного моделирования процесса заполнения сортировочных путей при расформировании составов«Заполнение путей» предназначена для расчета скорости соударения отцепов, анализа и прогнозирования заполнения сортировочного пути с учетом возможности образования «окон» и проталкивания вагонов вглубь парка. Результаты расчетов могут использоваться при проектировании сортировочных устройств, позволяют определять показатели рассматриваемого процесса.

Исследование простоя вагонов при перевозке руды и концентратов

В.М. Ушаков, О.В. Дудник

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

На современном этапе развития промышленности в условиях рыночной экономики основной задачей является увеличение количества готовой продукции с сохранением всех присущих ей качеств. В решении поставленной задачи основной акцент делается на снижение эксплуатационных расходов и стоимости транспортировки, связанных с производством.

Для возможности разработки решений были проведены -ис следование инфраструктуры и обработка статистических данных использования вагонов, результаты которых позволили выявить наиболее значимые технологические параметры, приводящие к невыполнению нормативной величины простоя вагонов при перевозке массовых грузов.

234

После проведения анализа по наиболее массовым грузам можно сделать вывод, что сокращение оборота вагонов возможно при применении следующих мер по предупреждению смерзаемости:

–применение реагентов;

–уменьшение влажности;

–переморозка материалов.

Предложенные меры должны применяться в пункте погрузки. В пункте выгрузки одной из существенных мер является отогрев в тепляке. Следовательно, для более оперативной работы станции, необходимо рассмотреть различные модернизации тепляка. Одним из предложений является изменение вместимости на4 вагона (больше не позволяет расположение соседних зданий), что увеличит пропускную способность тепляка в1,4 раза. Также предлагается рассмотреть модернизацию системы подачи пара, подразумевающую переход от двухуровневой к трехуровневой. Предлагаемая модернизация предусматривает дополнительную подачу пара сверху, что позволит отогревать груз быстрее, но не обеспечит оптимальное время отогрева.

Отдельным вариантом снижения оборота вагонов в зимний период была рассмотрена возможность модернизации собственных универсальных полувагонов в специализированные для перевозки отдельных видов массовых грузов путем создания эффекта«паровой рубашки». Это обеспечит быстрое отогревание груза по всему периметру и экономию расхода пара. Предлагаемый вариант представляет собой универсальный полувагон, внутрь которого помещена металлическая конструкция, напоминающая параллелилпипед, скрепленный с полувагоном ребрами жесткости. Основная идея состоит в том, что пар, подаваемый сверху, проходя между ребрами жесткости вдоль стенок полувагона, разогревает груз в разы быстрее. Это позволит снизить нежелательное температурное воздействие на различные части подвижного состава, в том числе буксовые узлы и автосцепное устройство, так как высокие температуры и появление влажности приводят к более быстрому выходу их из строя.

Выбор наиболее подходящего варианта будет возможен после технико-экономического обоснования, когда наглядно будут видны капитальные и эксплуатационные расходы, дана экологическая оценка, решены трудовые и социальные вопросы, а также

236

произведена оценка рисков каждого из проектов. Это потребует определенных затрат, но позволит значительно сократить простои подвижного состава, уменьшить оборот вагонов, а также объем маневровой работы.

Оценка влияния веса грузовых поездов на эффективность затрат в локомотивный парк

А.В. Дмитренко

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Затраты в локомотивы составляют подавляющую часть от всех расходов железнодорожного транспорта. Повышение эффективности затрат в локомотивы позволяют достичь значительного сокращения суммарных затрат, связанных с осуществлением перевозочного процесса на железных дорогах страны.

При оценке затрат на железнодорожном транспорте в настоящее время учитывается показатель«Производительность локомотивов». Она возрастает с увеличением среднего веса грузовых поездов. Поэтому для сокращения расходов в локомотивы по этой системе учета основные меры в управлении движением на железнодорожном транспорте направляются на повышение среднего веса грузовых поездов.

В то же время, с повышением среднего веса грузовых поездов возрастает их простой в пунктах формирования, а также на участковых станциях в пути следования. В движении с повышением среднего веса сверх 5000 т при ограничении поездов полезной длиной в 1050 м фактический средний вес возрастает в меньшей степени, чем норма. Это значительно увеличивает затраты на локомотивы в случае повышения среднего веса грузовых поездов.

Рост затрат в локомотивы следует учитывать в мероприятиях по повышению среднего веса грузовых поездов на железнодорожном транспорте.

237

К вопросу об условии отрыва одновагонных отцепов на перевальной части сортировочной горки

Д.В. Осипов

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

В настоящее время для расчета положения точки отрыва -от цепов на горбе горки применяются аналитические методы, в которых за начало свободного скатывания одновагонного отцепа принимается момент, когда уклон продольной оси вагона численно превысит суммарное удельное сопротивление движению. Такое условие отрыва вагона является несколько упрощенным и не -от ражает реальный процесс прохождения вагоном перевальной части горки, что приводит к появлению погрешностей при вычислениях. Применение метода имитационного моделирования на основании шарнирно-осевой модели отцепов позволяет получать более точные результаты. Согласно данной модели, отрыв вагона от состава происходит в момент, когда средневзвешенный уклон под осями вагона превысит значение величины суммарного удельного сопротивления движению. Учитывая, что база тележки вагона на точность расчета средневзвешенного уклона влияния практически не оказывает, для упрощения расчетов рассматриваются только уклоны пути под пятниками вагона. При этом условие отрыва одновагонного отцепа от состава, согласно шарнирно-осевой модели вагона, имеет вид:

где i1, i2 — уклоны продольного профиля пути на горбе горки под пятниками вагона со стороны надвижной и спускной частей (знак минус принимается при ускоряющем воздействии уклона на отцеп), ‰; åw — суммарное удельное сопротивление движению отцепа в момент отрыва от состава, Н/кН.

Применение формулы (1) неоднократно критиковалось рядом исследователей за недостаточную теоретическую проработку вывода данной формулы и принятые в шарнирно-осевой модели вагона допущения о горизонтальном расположении продольной оси вагонов на всем участке скатывания. Особенные опасения вызывает корректность применения данного выражения для расчетов

238

при проходе отцепом перевальной части горки, где имеют место достаточно сильные отклонения продольной оси вагона от горизонтальной плоскости. Кроме этого, отмечались серьезные расхождения получаемых по формуле(1) значений с фактическими результатами, получаемыми натурными измерениями на реальных эксплуатируемых сортировочных горках.

Автором предлагается определение условия отрыва одновагонного отцепа с использованием уравнения равновесия плоской системы сил. При этом начало свободного скатывания вагона возможно при условии превышения суммы моментов движущих сил M (Fi ) над суммой моментов сил суммарного сопротивления движению M ( Ni × å w) действующих, соответственно, на задний (i1) и передний (i2) пятники вагона, т.е.:

где a1 и a2 — углы наклона касательных к продольному профилю перевальной части горки, соответственно, под задним и передним пятником вагона; b — угол наклона продольной оси вагона к горизонтальной плоскости.

После ввода упрощения о том, что угол наклона продольной оси вагона в момент отрыва отцепа будет равен нулю (b = 0 ), условие отрыва (3) можно преобразовать к виду, аналогичному выражению (1):

Как видно, упрощенное условие отрыва одновагонного отцепа от состава (4) полностью совпадает с условием отрыва(1), полученным на основании шарнирно-осевой модели, используемой при имитационном моделировании.

Сравнение результатов расчетов, полученных с использованием точного выражения (3) и упрощенных выражений (1) и (4) показало, что относительная погрешность не превышает0,3 %. Сле-

239

довательно, для упрощения расчетов использование выражений

(1) и (4) является допустимым.

Также был произведен сопоставительный анализ результатов определения положения отцепов в момент их отрыва от состава, полученных различными теоретическими методами(включая имитационное моделирование) и результатов фактических измерений на реальных горках. Установлено, что основной причиной существенного расхождения теоретических и фактических результатов измерений является игнорирование силы сопротивления разъединению автосцепок в момент отделения отцепа от состава. При этом данная удерживающая сила всегда отлична от нуля. Следовательно, выполнение расчетов без ее учета ведет к появлению систематической погрешности, что может привести к снижению качества -ре зультатов проектирования новых и реконструкции существующих сортировочных горок.

Стоить отметить, что до начала применения метода имитационного моделирования скатывания отцепов, расчет положения точек отрыва отцепов без учета силы сопротивления разъединению автосцепок компенсировался ошибочным или упрощенным представлением о расчетной модели вагона в момент его отрыва от состава. В результате этого, при проведении расчетов аналитическими методами положение отцепов в момент их отрыва от состава было удалено в сторону спускной части горки на несколько метров, обеспечивая при этом получение результатов, сопоставимых с фактическими.

Таким образом, предлагается для практических расчетов положений отцепов в момент их отрыва от состава использовать упрощенные выражения (1) и (4) при условии ввода дополнительного слагаемого к суммарному удельному сопротивлению движению отцепа åw — удельного сопротивления разъединению автосцепки в момент отделения отцепа от состава wа.

240