713

Время Тпостс определяется по следующей формуле общего вида:

(9.19)

где nугс – число передаваемых за сутки в другую систему групп

(передач) вагонов углового потока (учитывается только для двусторонних сортировочных станций); tугс – время занятия вытяжного пути перестановкой группы вагонов углового потока с учетом времени возвращения маневрового локомотива на вы-

тяжной путь; nремс –числогрупп вагонов,подлежащихремонтуи отремонтированных, обрабатываемых на вытяжном пути; tремс –

времязанятиявытяжногопути обработкой группывагонов, под-

лежащих ремонту или отремонтированных; tместс – время занятия вытяжного пути в течение суток обработкой групп местных вагонов,сортировочнойплатформыидр.; tтехнс –затратавремени насменулокомотивнойбригадыиэкипировкуманевровоголоко-

мотива,работающегонавытяжномпути(если нетподмены); nсбс –

заданное на расчетный период число сборных поездов; – времязанятиявытяжногопути формированиемсборногопоезда.

На основе данных о числе составов различных категорий и линий,полученногокоэффициентаиспользованияперерабатывающей способности вытяжного пути определяется его наличная перерабатывающая способность по расформированию-форми- рованию в поездах (соответствующих категорий), полностью расформировываемыхилиформируемыхнаi-юлинию,поформу- лам:

151

Перерабатывающая способность вытяжного пути в вагонах определяется с учетом средневзвешенного числа вагонов в поездных составах mcрасi и mcфорi числа вагонов Nпостс углового потока, местных и т.д., обрабатываемых за время формуле

Nнал nрасimcрасi nфорimcфорi Nпостс .

9.4.Оценкаперерабатывающейспособностисортировочных устройств

После расчета значений Nнал и Nпотр определяется загрузка сортировочного устройства следующим образом:

Производится также оценка имеющегося резерва перерабатывающей способности сортировочного устройства, определенного по формуле

Допустимая загрузка устанавливается с учетом обеспечения устойчивойработыстанциисвысокойэксплуатационнойнадежностью (т.е. при отсутствии задержек или минимальном их числе)впериодыинтенсивногоприбытияиотправленияпоездов. СогласноИнструкции[20]установлено,чтодопустимыйкоэффициент использования перерабатывающей способности сортировочного устройства зависит от соотношения наличной пропускной способности путей поприемупоездов длярасформирования и перерабатывающей способности горки (а на безгорочной станцииперерабатывающей способностииспользуемыхсортировоч-

152

ныхустройств),атакжекоэффициентавнутримесячнойнеравномерности.

Допустимыйкоэффициентиспользованияперерабатывающей способности сортировочного устройства устанавливается на основанииположенийвышеназваннойИнструкции[20].Дляперспективных расчетов в случае отсутствия конкретных исходных данных принимается, что загрузка сортировочного устройства не должна превышать 0,71 (т.е. 71 %). Значение максимально допустимого уровня загрузки сортировочного устройства составляет 0,95 (95 %) в случае значительного превышения (в 1,4 раза и более) пропускной способности по приему поездов в расформирование над перерабатывающей способностью СУ.

Суммарная перерабатывающая способность сортировочных устройств станции определяется:

–по горочным станциям как сумма перерабатывающей способности сортировочных систем (основная сортировочная горка

ивытяжныепутиподгорочногопарка),вспомогательныхсортировочныхустройствивытяжныхпутей,имеющихсявдругихпарках станции, на которыхрасформировывают-формируют поезда;

–по безгорочным станциям как сумма перерабатывающей способности имеющихся на станции сортировочных устройств, выполняющихрасформирование-формированиепоездов.

Контрольныевопросы

1.Что называется наличной перерабатывающей способностью сортировочного устройства?

2.Как определяется потребная перерабатывающая способность сортировочной горки?

3.В каком случае вместо существующего вытяжного пути на горизонтальной площадкенеобходимо сооружениеболее производительногонегорочного устройства или сортировочной горки малой мощности?

4.Какиемероприятияпозволяютувеличитьналичнуюперерабатывающую способность сортировочных горок?

5.Каковы основныеспособыопределения времени горочного технологического интервала?

6.От каких факторов зависит средняя расчетная скорость роспуска состава с сортировочной горки?

153

7.Какова степень влияния наличия вагонов ЗСГ (запрещенных к спуску с горки без локомотива) в расформировываемых составах?

8.Укажите особенности расчета наличной перерабатывающей способности негорочных сортировочных устройств.

9.Как определить резерв перерабатывающей способности сортировочного устройства?

10.От каких факторов зависит допустимый коэффициент использованияперерабатывающейспособностисортировочного устройства?

10.ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОРТИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

10.1. Краткий анализположений действующей теории расчета сортировочныхгорок

Теория расчета параметров сортировочных горок достаточно сложна, но в то же время имеет ряд допущений, позволяющих упроститьпроцесспоискаитоговогорешения.Необходимообратить внимание на следующие аспекты данной теории:

1.Расчет и анализ продольного профиля производится на основании данныхорезультатах скатываниярасчетных бегунов приблагоприятныхинеблагоприятныхусловиях.Такимобразом устанавливаются предельные (экстремальные) условия расчета, появление которых при эксплуатации маловероятно. В результате многие горки имеют завышенную высоту, что не дает существенного прироста перерабатывающей способности, зато увеличивает вероятность возникновения нештатных ситуаций различного характера.

Также крайне редко на практике встречается скатывание бегунов в расчетном сочетании (например, ОП–ОХ–ОП), следующих на соседние сортировочные пути. Значит, определенные с учетом этих условий параметры горки могут не соответствовать оптимальным значениям.

2.Анализ скатывания вагонов производится до расчетной точки – только в пределах спускной части. При этом процесс заполнения сортировочных путей не рассматривается, что явно не соответствует современным условиям.

154

3.Рассмотрение в качестве неблагоприятных условий трех холодных месяцев [2] может привести к погрешности в результатах.Известныслучаи,когдарасчетныйнеблагоприятныймесяц приходилсянаосеннийиливесеннийпериод,особенновместностях с сильными сезонными ветрами.

4.Существующая методика проектирования ориентирована надостижениенаибольшейперерабатывающейспособностигорки. В современных условиях качество проекта горки должно определяться в соответствии с комплексным экономическим критерием, с учетом таких элементов эксплуатационных расходов, как износ тормозных средств, повреждение подвижного состава и находящихсявнемгрузов, дополнительная переработка «чужаков» и т.д.

5.Отсутствиедополнительных средстврегулирования скоростидвижениявагоноввсортировочномпаркеприустановленном значенииуклонапутей0,6‰недаетгарантиитого,чтодвижение вагонов после парковой тормозной позиции не будет ускоренным.Нарис.10.1представлена интегральнаяфункцияраспределения суммарного сопротивления движению вагона во всем диапазоневозможныхзначений,построеннаядляоднойизстанций Западно-Сибирской железнойдороги.

Рис. 10.1. Интегральная функция распределения суммарного сопротивления движению вагона во всем диапазоне возможных значений

155

Согласно формуле (4.11), движение отцепа на участке пути будет ускоренным, если i > w. В этой связи при значении уклона сортировочного пути 0,6 ‰ часть вагонов будет двигаться ускоренно (P0 3,0 %). Следовательно, в сортировочном паркебудут иметь место случаи соударения вагонов со скоростью более

5км/ч.

10.2.Режимы регулирования скоростидвиженияотцепов

Основным способом регулирования скорости отцепов на сортировочных горках ж.д. РФ является интервально-прицельное регулирование, осуществляемое на парковыхи частичнона пучковых тормозных позициях, оборудованных балочными замедлителями. Данная технология получила доминирующее распространение на сортировочных горках ж.д. во всем мире [16]. Она обеспечивает необходимую интенсивность роспуска составов, однако некоторые ее недостатки не позволяют полностью исключить сбои в работе сортировочной горки, повреждаемость вагонов и перевозимых грузов. Это связано главным образом со следующими возникающими проблемами:

—инерционностью работы и нестабильностью тормозных характеристик балочных замедлителей;

—неудовлетворительным состоянием продольных профилей горочных и подгорочных путей;

—ошибками горочных операторов и автоматизированных систем управления из-за неполного учета влияющих факторов.

Дляповышенияэффективности и качества прицельногорегулирования на сортировочных горках предусматривается:

—на ГПМ и ГБМ устанавливать дополнительную парковую ТП малой мощности (не более 0,4 м эн. в.) с целью компенсации возможныхпогрешностейзаданияиреализациискоростейвыхода отцепов с III ТП;

—применять устройства горочной автоматики, обеспечивающие контроль параметров движения отцепов в парке, длины свободной части сортировочных путей и пространственных интервалов между группами вагонов.

Кроме того, существуют другие способы регулирования скорости движения отцепов в сортировочных парках, в частности:

156

1.Принудительное перемещение вагонов с помощью тех-

нических средств*, из которых наибольшее распространение на железных дорогахмира получили:

– вагоноосаживатели (Германия, Швеция, Швейцария) – стационарные устройства с подвижным рабочим органом для продвижениявагоноввглубьсортировочногопарка. Технологияиспользования вагоноосаживателей предусматривает остановку отцепа или накоплениегруппывагонов в началесортировочных путей, соединениевагоновс рабочиморганом вагоноосаживателя – кареткой (снаружи колеи) или с тележкой (внутри колеи) и дальнейшее перемещение группы вагонов с помощью электродвигателя;

– ускорители-замедлители (Япония) – размещенные между рельсами. Усилие создается синхронными двигателями. Технология заключается в продвижении отдельных отцепов вдоль путей со скоростью 15 км/ч с замедлением движения перед сцеплением с вагонами, расположенными в парке. Если при возвращении ускоритель-замедлитель не успевает дойти до исходного положения, а следующий отцеп уже вышел на сортировочный путь, то после остановки ускоритель-замедлитель следует за вагоном, прицепляется к нему и далее регулирует скорость его движения в парке.

2.Способы, применяемые при расположении сортировочных путей на сплошном ускоряющем уклоне, превышающем допустимые нормы:

– квазинепрерывное регулированиескорости движения отцепов в парке посредством точечных тормозных средств (см.

п. 5.2);

– совокупность принудительного перемещения вагонов и квазинепрерывного регулирования скорости отцепов;

– совокупность прицельногои квазинепрерывногорегулирования скорости вагонов, а также принудительного перемеще-

ния вагонов в зоне прицельного регулирования;

– предварительное накопление вагонов в начале сортиро-

вочных путей в совокупности с принудительным перемещением вагонов.

* Продвижение вагонов локомотивом, толкателем, лебедкой или другими техническими средствами также является принудительным перемещением.

157

3. Система регулирования скорости отцепов с помощью противоуклона в начале сортировочных путей с размещением нанемускорителейдляпродвижениявглубьпаркаплохихбегунов.

10.3.Перспективные средствамеханизации и автоматизации сортировочныхгорок

В России на сети ж.д. основными направлениями развития средств и систем механизации и автоматизации сортировочных горок в настоящее время являются следующие.

Автоматизация выполнения расцепки вагонов на пере-

вальной части горки. В настоящее время расцепка вагонов на горках и на вытяжных путях выполняется вручную. За масштабами применения, производительностью выполнения операции расцепки (200–250 тыс. расцепок в сутки в целом по сети) стоит широкоеиспользованиетяжелогоиопасноготрудасоставителей поездовиихпомощников.Механизацияиавтоматизациярасцепки вагонов на горках позволят осуществить переход к работе комплекса горочных устройств, полностью исключающего применение ручного труда. Внедрение автоматической расцепки обеспечивает повышение скорости роспуска и, как следствие, увеличение перерабатывающей способности сортировочных горок и станций, сокращение времени ожидания роспуска. При ручной расцепке максимальная скорость роспуска по условиям техники безопасности не должна быть выше 7–8 км/ч (быстрый шагсоставителя). Привнедренииавтоматической расцепкимаксимальная скорость роспуска может быть, по крайней мере, удвоена. Однако необходимо учитывать, что задача автоматизациипроцесса расцепкивагоновявляетсяисключительносложной. Она окончательно не решена еще в мировой практике.

Разработка и внедрение новых типов замедлителей, работающих на других принципах. На горочных станциях РФ эксплуатируются более 4500 горочных и парковых вагонных балочных замедлителей различных типов. Все модификации имеющихся типов замедлителей основаны на одном принципе – механическом воздействии тормозных шин замедлителя на боковые поверхности колес. Реализация данного принципа торможения имеет ряд недостатков. По разным причинам возникают случаи отклонения значений фактической тормозной силы от имеющихся технических характеристик замедлителей, что при-

158

водит к неточномувытормаживанию и, как следствие, невыполнению программы роспуска и условий безопасности. Поэтому в настоящее время разрабатываются новые типы тормозных средств, в которых используются магнитные свойства взаимодействующих элементов – вагона и замедлителя. Такие средства называются магнитными. Среди них различают тормоз-

ные средства на постоянных магнитах и электродинамические вихретоковые.

Первый вихретоковый вагонный замедлитель был установлен в Германии еще в 1924 г. Однако, как показала практика, несмотря на достоинства замедлителей такого типа – плавность торможения,простотурегулированиятормозногоусилия,исключение выдавливания вагонов, практически полное отсутствие влиянияпогодныхфакторов,–онинеполучилираспространения. Главными причинами этого являются высокая энергоемкость, сложность коммутирующих устройств и невысокая удельная тормозная мощность (0,04–0,08 м эн. в./м).

Более широкие перспективы создания электродинамических замедлителей открылись с использованием магнитных систем на постоянных магнитах. В России с 2000 г. появились первые практические разработки тормозных средств на постоянных магнитах [16]. Следует иметь в виду, что тормозные характеристики электродинамических замедлителей зависят от скорости движения отцепов. При скоростях движения отцепов до 15 км/ч замедлитель с магнитными шинами пока уступает балочным механическим по тормозным характеристикам. Однако при скоростях выше 20 км/ч магнитные замедлители начинают их превосходить. Тем не менее считается, что магнитные замедлители — это, возможно, будущее тормозной техники (рис. 10.2).

Разработка и внедрение автоматизированных систем, обеспечивающих технологию квазинепрерывного регулирования скорости движения вагонов (см. п. 5.2).

Применение автоматизированных вагоноосаживателей в сортировочном парке на высокопроизводительных сорти-

ровочных станциях для исключения операции осаживания горочными локомотивами.

Переход от автоматизированных систем, где оператор имеет приоритет в управлении и сам определяет момент и степень

159

ручного вмешательства, к автоматизированным системам с приоритетом автоматического управления (за оперативным персоналом должны сохраняться толькофункции контроля, а не прямогоуправления) сцелью минимизации человеческогоучастия в процессе управления и снижения браков вследствие влияния человеческого фактора.

Рис. 10.2. Магнитный вагонный замедлитель в опытной эксплуатации

10.4.Основные направления дальнейшего развития сортировочныхустройств

Втеории расчета параметров сортировочных горок целесообразно уходить от предельных (экстремальных) расчетных условий. Современный уровень вычислительной техники позволяет выполнять расчет параметров профиля не для отдельных бегунов, а для всех возможных значений суммарногосопротивления движениювагонов.

Необходимо в большей степени учитывать условия местности расположения, а также специфику работы горок (например, структуру отцепопотока).

Вэксплуатации сортировочных горок установлены жесткие требования по соответствию продольного профиля горочных и подгорочных путей проекту. Так, отклонениесредней фактической крутизны уклона от проектной допускается:

160