702

потребуется развитие транспортной сети, усиление пропускной способности существующих и строительство новых железнодорожных линий.

Одной из существенных мер освоения возрастающих объемов перевозок на Монгольской железной дороге, а также сокращения эксплуатационных расходов, связанных с перевозочным процессом, является электрификация существующей железнодорожной линии, объединяющей железные дороги России, Монголии, а также Китая. Электрификация позволит сократить эксплуатационные расходы за счет передвижения грузовых и пассажирских поездов с более высокой скоростью.

Для существующих вариантов, с учетом отдаления капитальных затрат, разработана теория эффективности усиления пропускной способности железнодорожных линий, в том числе и перевод их с тепловозной тяги на электрическую. При этом основное внимание уделяется возможности отдаления капитальных затрат в развитие существующих и в строительство новых железнодорожных линий. В то же время в новых разработках почти не учитывается то, что на магистральных и тупиковых линиях имеет место как груженое, так и порожнее направления следования вагонопотоков. Так, в груженом направлении мощность локомотивов используется почти полностью, а в порожнем — менее чем наполовину.

При разработке вопросов электрификации магистральной железнодорожной линии следует учитывать и неравномерность высот на всем ее протяжении. Так, например, от Красноярска до Читы наблюдается общий подъем железнодорожной линии, вызванный тем, что вблизи Читы расположен Яблоневый хребет. Наличие общего подъема трассы железнодорожной линии существенно влияет на повышение эффективности ее электрификации.

Железнодорожная линия Наушки—Улан-Батор—Китай спроектирована в гору вдоль притоков р. Селенга, впадающей в Байкал. В случае прокладки пути из России в сторону Китая на большом протяжении железнодорожная линия преодолевает значительный суммарный подъем. Длительное движение на общий подъем существенно снижает скорость движения полновесных грузовых поездов, направляющихся из России в Монголию и следующих далее в Китай.

Движение тяжелых грузовых поездов на руководящий подъем при тепловозной тяге в связи с особенностями конструкций локомотивов обеспечивается с низкой скоростью, составляющей 23 км/ч. В то же время при электрической тяге движение на руководящий подъем полновесного тяжелого поезда осуществляется с высокой скоростью, составляющей около 45 км/ч, что примерно в два раза

61

выше [1, 2]. Поэтому электрификация железнодорожных линий, где на груженом направлении имеет место общий подъем, вызывает значительное улучшение качественных показателей и является эффективной мерой освоения возрастающих объемов перевозок.

В случае движения на общий спуск в грузовом направлении скорость груженых и порожних поездов мало отличается и зависит в основном от технического состояния устройств пути. Следовательно, электрификация железнодорожных линий, где груженое направление имеет место на спуске, является менее целесообразной. Таким участком Транссибирской магистрали является путь от Читы на восток, вплоть до портов Тихого океана. В Монголии далее УланБатора на восток и в Китае груженое направление следования вагонопотоков также ориентировано на спуск, под уклон.

Для данных вариантов скорость движения в значительной степени зависит от технического состояния устройств пути. В обратном порожнем направлении легкие поезда на общий длительный подъем будут двигаться с высокой скоростью. Для условий груженого направления на подъем в гору электрификация дает значительный эффект от ускорения доставки грузов получателям, на спуск — эффект от электрификации оказывается значительно меньше.

Полученные зависимости необходимо учитывать в технико-эконо- мических расчетах экономической эффективности вариантов осуществления электрификации на железнодорожных линиях в условиях предстоящего роста объема перевозок.

Электрификация железной дороги в Монголии становится эффективной, так как часть Транссиба на ее территориии в грузовом направлении на большом протяжении имеет подъем. Электрификация в данном случае будет являться дополнительным стимулом в улучшении экономических показателей — увеличения провозной способности железнодорожной линии и сокращения эксплуатационных расходов за счет повышения скорости движения грузовых поездов [3, 4]. Перед электрификацией на однопутной железнодорожной линии на перегонах с легким профилем, особенно на участках с подталкиванием, необходимо осуществить укладку сплошных вторых путей. Двухпутные вставки, в первую очередь, следует уложить на участках с большими размерами движения грузовых поездов.

Таким образом, при оценке эффективности электрификации железнодорожных линий необходимо учитывать наличие грузового и порожнего направлений на подъем или на спуск.

62

Электрификация оказывается более эффективной мерой усиления технического оснащения железнодорожных линий, когда грузовое направление ориентировано на подъем, при наличии грузового направления на спуск осуществление электрификации малоэффективно.

Перед электрификацией следует на большей части перегонов однопутной железнодорожной линии с легким профилем предварительно укладывать сплошные вторые пути.

Литература

1.Перспективы развития транспорта при переходе к рынку / Н.Е. Аксененко, А.В. Дмитренко, А.И. Милованов, В.Н. Поздеев // Ж.-д. трансп. 1993. № 2.

С. 37–42.

2.Грунтов П.С. и др. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1994. 542 с.

3.Дмитренко А.В., Аксенов В.В., Поспих А.С. Эффективность диспетчерского руководства на железнодорожном транспорте // Совершенствование эксплуатационной работы в условиях реорганизации железнодорожного транспорта. Новоси-

бирск, 2004. С. 35–47.

4.Халтар Лувсангийн. Установление параметров железнодорожных линий в Монголии // Совершенствование эксплуатационной работы в условиях реорганизации железнодорожного транспорта. Новосибирск, 2004. С. 69–73.

УДК 656.222

Д.В. Долгов

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕСА СОСТАВОВ ПОЕЗДОВ НА ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ И КРАСНОЯРСКОЙ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

Одним из важных показателей эксплуатационной работы железнодорожного транспорта является «средний вес грузовых поездов». С повышением среднего веса сокращаются размеры движения, уменьшается потребность в количестве локомотивов и локомотивных бригад [1, 2, 3]. На начальных этапах развития железнодорожного транспорта при паровозной тяге повышение среднего веса поездов позволяло значительно сокращать эксплуатационные расходы, связанные с передвижением грузовых поездов, а также обеспечивало значительный рост провозной способности железнодорожных линий. Поэтому с целью увеличения показателя «средний вес грузовых поездов» за все годы существования железнодорожного транспорта происходило систематическое увеличение мощности локомотивов, осуществлялось удлинение станционных путей на магистральных линиях.

63

Как показывает практика, на большинстве магистральных железнодорожных линий в настоящее время установлена графиковая норма полезной длины станционных путей в 1050 м для нормы веса грузовых поездов в 6000 т. Там, где это не обеспечивается единичной мощностью локомотивов, например, в случае наличия крутых подъемов, применяется кратная или двойная тяга с подталкиванием. Наиболее известными участками с кратной тягой являются Сурамский перевал в Закавказье, ряд перегонов Восточно-Сибирской железной дороги, в Кузбассе. Большая часть участков с подталкиванием — на БАМе.

При норме веса в 6000 т и полезной длине в 71 вагон все составы грузовых поездов, сформированных в настоящее время на сортировочных станциях, обычно являются полносоставными и их вес оказывается ниже установленной нормы: в среднем 4800 т [5].

Практика эксплуатации железнодорожных линий показала, что в условиях ограничений полезной длины станционных путей величиной в 71 вагон дальнейшее повышение нормы среднего веса грузовых поездов при одиночной тяге вызывает значительное недоиспользование дополнительной мощности поездных локомотивов. Так, например, в случае увеличения весовой нормы с 5000 до 6000 т по данным для Транссибирской магистрали фактический средний вес поездов в грузовом направлении возрастает всего на 300 т: с 4800 до 5100 т. При этом все составы грузовых поездов, сформированных на сортировочных станциях, по длине имеют примерно одинаковую величину [5].

Кроме того, следует учесть, что при дальнейшем увеличении весовой нормы при одиночной тяге снижается эффективность затрат как в увеличение мощности локомотивов, так и в удлинение станционных путей. Вследствие этого в решении проблемы дальнейшего повышения среднего веса грузовых поездов необходим особый подход к оценке фактических затрат, связанных с увеличением мощности локомотивов. Для условного начального варианта исследования постоянными являются локомотивы, находящиеся в эксплуатации на дороге и имеющие определенную мощность. Так, например, электровозы переменного тока ВЛ85 могут водить поезда весом в 6000 т. В случае отклонений от установленной нормы в меньшую сторону не будет полностью использоваться их мощность. В условиях неравномерности движения за счет отправления неполновесных поездов по свободным ниткам графика появляется возможность осуществлять перемещение свободного локомотива из пунктов, где они находятся в избытке, в пункты их недостатка.

64

Для данного рассматриваемого варианта в оперативных условиях эксплуатации при отправлении поездов весом ниже установленной нормы происходит некоторое сокращение простоя локомотивов, появившихся в пункте расформирования прибывших поездов. С отправлением грузовых поездов весом ниже установленной нормы на близкие расстояния в грузовом направлении или на далекие расстояния в порожнем направлении значительно сокращаются простои локомотивов в пунктах временного их избытка и появляется возможность их отправления в пункты недостатка. Это вызывает некоторое сокращение производительности локомотивов в движении в случае отправления неполносоставных грузовых поездов. В то же время происходит значительное сокращение времени простоя локомотивов

впунктах их избытка [4, 5].

Впериод спада в движении и появления свободных локомотивов осуществляется беспрепятственный пропуск грузовых поездов весом ниже установленной нормы со станций формирования. При этом более эффективно используются свободные нитки графика, т.е. пропускная способность железнодорожных линий.

Для оценки характеристик весовых норм грузовых поездов, следующих в пределах Западно-Сибирской и Красноярской железных дорог, ниже приведены сводные таблицы и графики вероятности появления веса грузовых поездов.

Таблица 1

Вероятность появления весовых характеристик поездов, следующих в пределах Западно-Сибирской железной дороги по ст. Барабинск

Исходя из рис. 1, можно сделать вывод, что основная доля четных грузовых поездов, следующих в пределах Западно-Сибир- ской железной дороги, имеет вес поезда в интервале от 2000 до

65

2500 т. Это длинносоставные порожние «стовагонники». Длина таких поездов составляет в среднем 90–100 усл. вагонов. Пропуск поездов такой длины требует огромных капиталовложений на удлинение приемоотправочных путей. В нечетном грузовом направлении более половины грузовых поездов имеют вес свыше 5000 т.

Рис. 1. Вероятность появления составов грузовых поездов различного веса для четных и нечетных грузовых направлений на ст. Барабинск ЗСЖД

Кроме того, в пределах Западно-Сибирской железной дороги по Транссибирской магистрали наметилась тенденция большого резервного перепробега локомотивов в четном направлении, что негативно сказывается на их производительности.

Другие закономерности наблюдаются в распределении вероятностей появления различного веса грузовых поездов на Красноярской железной дороге. Вызвано это тем, что в Кузбассе Западно-Сибир- ской железной дороги осуществляется в огромных масштабах массовая погрузка тяжеловесных грузов, преимущественно угля. В данном направлении имеется грузораздельный пункт, где по ходу движения порожнее направление меняется на груженое [4].

66

Данные по ст. Мариинск Красноярской железной дороги, приведенные в табл. 2 и на рис. 2, показывают, что в восточном направлении по мере движения не возрастает доля поездов большого веса в четном направлении. В нечетном направлении по мере продвижения на запад также возрастает доля полновесных составов.

Таблица 2

Таблица вероятностей появления весовых характеристик поездов, следующих в пределах Красноярской железной дороги

Рис. 2. Вероятность появления веса грузовых поездов четного и нечетного направлений

67

Основные результаты и выводы

1.Район железнодорожной сети, расположенный на ЗападноСибирской и Красноярской железных дорогах, отличается по характеру вагонопотоков от других участков сети, где имеются ярко выраженные груженое и порожнее направления следования вагонопотоков.

2.Ввиду значительных объемов погрузки в Кузбассе в районе Мариинска по ходу движения на восток порожнее направление меняется на груженое. В обратном нечетном западном направлении по Мариинску порожнее направление также меняется на груженое.

3.Изменение порожнего направления на груженое на грузораздельном пункте является эффективной регулировочной мерой по обеспечению устойчивого пропуска грузовых поездов по сети железных дорог страны.

Литература

1.Грунтов П.С. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1994. 542 с.

2.Каретников А.Д., Воробьев Н.А. График движения поездов. М.: Транспорт, 1979. 300 с.

3.Кочнев Ф.П., Сотников И.Б. Управление эксплуатационной работой железных дорог. М.: Транспорт, 1990. 423 с.

4.Дмитренко А.В., Аксенов В.В., Поспих А.С. Эффективность диспетчерского руководства на железнодорожном транспорте // Совершенствование эксплуатационной работы в условиях реорганизации железнодорожного транспорта. Новоси-

бирск, 2004. С. 35–47.

5.Янковская Н.В. Анализ пропуска тяжеловесных и длинносоставных поездов на восточном полигоне // Совершенствование эксплуатационной работы железных

дорог. Новосибирск, 2007. C. 224–230.

УДК 656.212.4

В.С. Бельский

ВЛИЯНИЕ ВЕСА МАНЕВРОВОГО СОСТАВА НА ХАРАКТЕР ПРОИЗВОДСТВА МАНЕВРОВОЙ РАБОТЫ

Спад в объемах перевозок и закрытие ряда малодеятельных сортировочных станций в последние десятилетия вызвали рост объемов переработки вагонов на вытяжных путях участковых и грузовых станций. В связи с повышением среднего веса поездов в последние годы увеличился простой вагонов на станциях, что оказало влияние на рост эксплуатационных расходов железнодорожного транспорта. В создавшихся условиях повышение производительности технологических операций, связанных с переработкой вагонов на вытяжках, может дать значительный эффект.

68

Внаучных исследованиях разработана теория организации маневров на вытяжных путях. В этой теории содержатся принципы установления оптимального варианта и порядок достижения минимальной суммарной продолжительности расформирования составов различными способами организации маневровой работы на вытяжных путях станции [1, 2]: осаживанием, одиночными и серийными толчками.

Вто же время выполненные до настоящего времени научные исследования не учитывают ряда факторов, оказывающих влияние на экономические результаты выполнения маневров на вытяжках. Так, в технико-экономических расчетах учитывается только суммарная продолжительность выполнения маневров по расформированию составов грузовых разборочных поездов, но на суммарные затраты по расформированию составов на вытяжках значительное влияние оказывают также энергетические затраты, связанные с передвижением вагонов по станционным путям. Величина данных затрат в значительной степени зависит от веса прибывших в расформирование составов грузовых разборочных поездов.

Внастоящем исследовании рассматривалась величина суммарных затрат не только времени, но и энергии, связанных с расформированием, для маневровых составов самой различной величины. При этом учитывалось увеличение доли выполнения маневров на вытяжках путем применения наиболее прогрессивного способа — маневров серийными толчками.

Внастоящее время маневры на вытяжных путях выполняются двумя основными способами — осаживанием и толчками. В свою очередь, на вытяжках маневры толчками делятся на одиночные и серийные.

При производстве маневров методом осаживания обеспечивается надежность и безопасность работы, строгая установка групп вагонов после каждого полурейса осаживания в необходимом месте пути. Объясняется это тем, что маневровый состав все время передвигается

слокомотивом до полной его остановки после любого полурейса вытягивания или осаживания. Однако маневры осаживанием дают малую производительность и применяются в случаях, когда в маневровом составе есть вагоны с опасным грузом или когда нет возможности применять толчки или другие более производительные способы (неблагоприятный профиль пути, недостаточная видимость и т.д.). Маневры осаживанием осуществляются в случае подачи и дальнейшей расстановки вагонов на путях грузовых пунктов.

69

В существующих технико-экономических расчетах оптимальный вариант устанавливается по минимуму суммарного времени, связанного с расформированием маневрового состава на вытяжке [1, 2]. При этом один из путей сокращения суммарных затрат времени на расформирование — деление маневрового состава на части перед его расформированием на вытяжном пути.

Оптимальный вариант расформирования маневрового состава в настоящем исследовании предлагается устанавливать по формуле

где Eвр — расходы, зависящие от времени расформирования маневрового состава; Еэн — затраты энергии, связанные с расформированием состава грузового поезда.

В выполненных исследованиях рассматривалось комплексное решение, когда при расформировании маневрового состава учитываются как одиночные, так и серийные толчки. При этом в сумме затрат учитывались потери как времени, так и энергии, связанные с расформированием составов грузовых поездов на вытяжном пути.

Для производства маневров толчками маневровый локомотив заезжает за составом, вытягивает его на вытяжной путь. Маневровый состав разгоняется до скорости vт1, при этом в начале разгона, когда маневровый состав сжат, осуществляется расцепка вагонов — отцепляется группа вагонов, следующая на определенный путь. После достижения скорости vт1 происходит торможение маневрового состава, а отцепленная группа вагонов по инерции движется на данный путь по предварительно заготовленному маршруту. После остановки маневрового состава за разделительной стрелкой его оттягивают на вытяжной путь (полурейс lот1) для того, чтобы было достаточное расстояние для разгона, второго толчка и в последующем для остановки маневрового состава у разделительной стрелки. Остановка у разделительной стрелки не является обязательной: в процессе торможения возможно движение и по маршруту вслед за впереди движущимся по инерции отцепом. Поскольку с каждым толчком маневровый состав уменьшается, полурейсы оттягивания lот2, lот3, …,

lотn так же, как и толчков lт1, lт2, lт3, …, lтn — после каждого отцепа, как правило, сокращаются. Однако, если путь следования отцепа

большой, полурейс оттягивания осуществляется с тем расчетом, чтобы было достаточно расстояние для разгона и набора необходимой скорости толчка. Скорость толчков отдельных отцепов различна, и для последующего толчка она может быть больше предыдущего.

Основным методом нормирования времени выполнения маневровой работы является метод хронометражных наблюдений. Результа-

70