2510 ЭИ

			1100	1150
		4	1000	1200	6
				5
	1000	600		900
		600	800		500
	1000			900
			700		520

600		2000	3200
790		2030	3180
3	2	1	7

Рис.1.2. Диаграмма пассажиропотоков

1.1.4. Определение композиции составов пассажирских поездов

Под композицией понимают порядок размещения в определенной последовательности пассажирских вагонов разных типов (мягких, купейных, плацкартных, вагона-ресторана, почтово-багажных и других) и их количество.

Всоответствии с действующим расписанием обычно в пассажирские поезда включаются 16–20 вагонов.

Перед определением композиции составов пассажирских поездов выбирают тип локомотива исходя из заданного рода тяги. Технические характеристики пассажирских электровозов и тепловозов приведены в приложении 1.

Вприложении 2 приводятся характеристики цельнометаллических пассажирских вагонов, которые могут быть рекомендованы для составления композиции составов.

Исходя из заданной массы поезда и длины пассажирской платформы и на основании данных приложения 2, намечаются варианты композиции составов, которые оформляются в виде табл. 1.6.

	Композиция составов пассажирских поездов						Таблица 1.6
Категория поезда	категория	число вагонов		общая масса		вместим.			общая
	вагонов			вагонов, т		вагонов			длина, м
1	2		3	4		5		6
СКОРЫЙ	.		.	.		.		.
	.		.	.		.		.
Итого			.	.		.		.
		Qбр = . . . т, Qс = . . . т
		Lс = . . . м, Lпл = . . . м
ДАЛЬНИЙ	.		.	.		.		.
	.		.	.		.		.
Итого			.	.		.		.
		Qбр = .	. . т, Qс = .	. . т
		L с = . .	. м, Lпл = .	. . м
МЕСТНЫЙ	.		.	.		.			.
	.		.	.		.			.
Итого			.	.		.			.
		Qбр = . . . т, Qс = . . . т
		L с = . . . м, Lпл = . . . м
			11

Составленная схема формирования поезда должна удовлетворять следующим требованиям:

1.Соответствовать категории поезда по комфортабельности.

2.Не превышать установленную норму массы, т. е.

		Qс ≤ Qбр,	(1.1)
где	Qс – масса состава поезда по выбранной композиции, т;
3.	Qбр – заданная норма массы состава на направлении, т.
	Не превышать установленную длину пассажирских платформ, т.е.
где	lл	lл + 10 + L с < Lпл	(1.2)
		– длина локомотива, м;
	10 м – запас неточности установки состава в пределах платформы;
	L с	– длина состава поезда, м (см. табл. 1.6).

Порядок расстановки вагонов в составе должен удовлетворять следующим требованиям:

1.Вагон-ресторан и купейный вагон с радиорубкой располагают рядом в центре состава.

2.Почтово-багажные и багажные вагоны располагают в головной (хвостовой) части состава.

3.Комфортабельность вагонов по мере удаления от центра состава ухудшается. Рекомендуется принятую композицию поездов изобразить в виде схемы (приложение 3).

На схеме указать нумерацию вагонов при следовании поезда в нечетном (числитель) и четном (знаменатель) направлениях.

1.2.ПЛАН ФОРМИРОВАНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ

1.2.1.Методика расчета плана формирования пассажирских поездов

План формирования пассажирских поездов определяет размеры движения, станции формирования и назначения, а также категорию пассажирских поездов. Оптимальным планом формирования является тот, при котором сумма транспортных затрат на перевозки, а также затрат, оценивающих ходовую скорость поездов отдельных категорий является минимальной.

Расходы, связанные с движением поездов отдельных категорий определяются по формуле:

Fi = Епривi = еприв i · Lk ,

(1.3)

где еприв i – приведенные затраты на один поездо-километр поезда i-й категории, руб; Lk – длина маршрута рассматриваемого назначения, км.

Для расчета плана формирования необходимо выполнение следующего ограничения. Число мест в поездах на каждом расчетном участке заданного полигона должно

превышать густоту пассажиропотока, т. е.

γ
∑a ij xij ≥ ∑ A j ,	(1.4)

j=1

где Aj – густота пассажиропотока на j-ом участке;

xij – число поездов i-й категории, следующих по j-му участку.

aij – расчетная населенность поезда i-й категории, следующего по j-му участку.

12

Расчетная населенность пассажирских поездов aij различных категорий определяется

с учетом существующих объективных колебаний пассажиропотоков по времени
aij = аi kвм,	(1.5)
где аi – вместимость поезда i-й категории (см. табл. 1.6);

kвм – коэффициент использования вместимости, равный для скорых поездов – 0,9, дальних – 0,8, местных – 0,7.

Задача расчета оптимального плана формирования пассажирских поездов может быть сформулирована так: необходимо определить такой вариант плана формирования, при котором будут обеспечены минимальные затраты на организацию и пропуск поездов, и суммарная населенность всех поездов по каждому участку будет превышать густоту пассажиропотока.

1.2.2. Расчет затрат, связанных с движением поездов

Для выбора оптимального варианта плана формирования необходимо произвести расчет приведенных затрат, связанных с назначением поездов.

Величина приведенных затрат, связанных с движением пассажирского поезда определяется из выражения:

	Еприв = Еэнерг + Еврем , руб.	(1.6)
где Еэнерг	– энергетическая составляющая затрат, тыс. руб.;
Еврем	– временная составляющая затрат, тыс. руб.

Величина энергетических затрат, согласно /3/, определяется из выражения:

	Еэнерг = Rмех · Сткм , руб.	(1.7)
где Rмех	– механическая работа локомотива, ткм:
Сткм	– расходная ставка на один тонно-километр работы локомотива, принимаем
2 руб./ткм (по заданию преподавателя расходная ставка может изменяться).

R

мех

= R'

мех

+R

т

= ( P + Q

с

) ( w + i

р

) 10−3

L

р

+ ( Р

л

+ Q

с

) ( α V )2 10−6

K

ост

,

(1.8)

л

о

х

где

R'мех – величина механической работы на направлении, связанная с

передвижением поезда, ткм;

Rт

– потери кинетической энергии при остановке поезда, ткм;

Рл

– масса локомотива, т;

Qс

– масса состава, т (табл. 1.6);

w o

– основное удельное сопротивление движению поезда, определяемое по

формуле:

ω o

= 1,2 + 0,012vх + 0,0002vх2 ,

(1.9)

где

iр

– руководящий уклон, ‰;

Lр

– длина расчетного направления, км. Определяется как

наибольший

маршрут следования на заданном полигоне;

α

– отношение скорости начала торможения к ходовой, α = 0,75 0,85;

vx

– ходовая скорость, км/час;

13

Кост – количество остановок поездов различной категории на расчетном направлении:

	Кост =	Lр		, ост	(1.10)
		l
		ост

где lост – среднее расстояние между остановочными пунктами: для скорых поездов 150 250 км; для дальних поездов 75 100км; для местных поездов 50÷75 км.

Временные затраты определяются по формуле:

Lр
Еврем = vм	Cп-ч , руб.	(1.11)

где vм – маршрутная скорость, км/час;

Сп-ч – приведенная стоимость поездо-часа пассажирского поезда с учетом оценки

затрат времени пассажиров, руб.
Маршрутная скорость определяется по формуле:
vм = βм Vх, км/ч	(1.12)

где βм – коэффициент маршрутной скорости пассажирских поездов, зависящий от количества и продолжительности их стоянок: для скорых поездов βмск =0,8; для дальних βмд = 0,7; для местных βм = 0,6.

Стоимость поездо-часа принимаем: для электрической тяги 3000 руб; для тепловозной тяги – 3200 руб. (по заданию преподавателя расходная ставка может изменяться)

После расчета приведенных затрат на расчетном направлении определяются

удельные затраты на 1поездокилометр по формуле:
еприв i =	Еприв	, руб./км.	(1.13)
	Lр

Результаты расчетов затрат на расчетном направлении и удельных затрат на один поездо-километр епр i по каждому варианту композиции сводятся в табл. 1.7.

					Таблица 1.7
		Приведенные затраты по вариантам композиции составов
	Категория	Величина затрат на расчетном направлении, руб.			Удельные затраты на
	поезда				1 поездо-км епр i ,
		Еэнерг	Еврем,	Еприв
					руб.
	1	2	3	4	5
	Скорый
	Дальний
	Местный

1.2.3 Расчет плана формирования пассажирских поездов

Исходными данными для расчета плана формирования пассажирских поездов являются: схема расчетного полигона; густота пассажиропотока на каждом участке;

14

кратчайшие расстояния следования пассажиропотоков; расчетная населенность поездов различных категорий; расходы, связанные с обращением поездов различных категорий.

Расчет плана формирования выполняется в следующей последовательности:

1.Составляется график возможных назначений пассажирских поездов (рис. 1.3).

2.Определяютсякратчайшиерасстоянияследованияпокаждомуназначению(табл. 1.5).

3.В зависимости от расстояния следования определяется категория поезда каждого назначения и его вместимость. Принимаем, что скорые и дальние поезда следуют на расстояние свыше 700 км (50 % дальних и 50 % скорых), местные – до 700 км (или в пределах одной дороги).

4.Для каждого назначения определяются приведенные затраты по формуле 1.3. Расчетные характеристики назначений пассажирских поездов сводятся в табл. 1.8.

5.На основании расчетных характеристик поездов (табл. 1.8) и густоты пассажиропотоков на данном полигоне (рис. 1.3) составляется матрица ограничений (табл. 1.9).

6.Одним из возможных методов (например, симплекс-методом) решается задача динамического программирования.

7.Определяются назначения пассажирских поездов по категориям и их расчетные размеры движения.

6

5

4

3	2		1			7
			X1
			X2
			X3
			X4
			Х5
…			Х6
~	~		~	~	`~	~
	~	~	~	~
		…
		…			X 21

Рис. 1.3. график возможных назначений поездов

	Расчетные характеристики поездов возможных назначений				Таблица 1.8
Назначение	Маршрут	Расстояние	Категория,	Расчетная	Приведенные
поезда	следования	Lр, км	поезда	населенностьпас, ар	затраты Fi,, руб
Х1	1-2	136	м	502	3007
Х2	1-2-3	389	м	502	8601
Х3	1-2-4	443	м	502	9795
…	…	…	…	…	…
…	…	…	…	…	…
Х20	5-2-1-7	704	с	480	13076
Х21	6-7	409	м	502	9043
			15

Таблица 1.9

Матрица ограничений целевой функции

						Номер уравнения/участок
xi		к	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Fi
			1-2	1-6	1-7	2-3	2-4	2-5	3-4	4-5	5-6	6-7
х1		м	aij	0	0	0	0	0	0	0	0	0	3007
х2		м	502	0	0	502	0	0	0	0	0	0	8601
х3		м	502	0	0	0	502	0	0	0	0	0	9795
…		...	…	...	...	...	...	…	...	...	...	...	...
…		...	…	...	...	...	...	…	...	...	...	...	...
х20		с	480	0	480	0	0	480	0	0	0	0	13076
х21		м	0	0	0	0	0	0	0	0	0	502	9043
	Аj		2030	900	3200	700	600	800	1000	1100	1200	500	-

Примечание:

xi – возможные назначения; к – категории поезда;

Fi – приведенные расходы для каждого назначения, тыс. руб.; Aj – густота пассажиропотока на j-том участке;

aij – расчетная населенность поезда данной категории. Если поезд рассматриваемого назначения не следует по участку – в соответствующей ячейке таблицы проставляется 0.

Расчеты проводятся на ЭВМ по программе ММЕТ файл sm2 (директория OPU5PL.FORM или OPU 4). Распечатка с ЭВМ оформляется в виде табл. 1.10.

Таблица 1.10

Значения «x» в оптимальном плане

х2 =	1.2	х12 =	2.1	Х17 =	3.3
х15 =	0.4	х21 =	1.1	Х16 =	2.8
х6 =	3.9	х5 =	1.8	х4 =	0.0
х20 =	1.2
ЗНАЧЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ФУНКЦИИ=			–2204405.6

Таблица 1.10

Значения «x» в оптимальном плане

х2 =	1.2	х12 =	2.1	Х17 =	3.3
х15 =	0.4	х21 =	1.1	Х16 =	2.8
х6 =	3.9	х5 =	1.8	х4 =	0.0
х20 =	1.2
ЗНАЧЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ФУНКЦИИ=			–2204405.6

Результаты округляются до 1, если xi ≤ 1, если xi ≥ 1 – по правилам математики.

На основании данных табл. 1.10 строится диаграмма оптимальных назначений поездов (рис. 1.4).

16

		Х17=2		6
		4	5	Х19=1
	Х12=2	Х16=1		Х21=1
		Х20=1	Х4=1	Х5=2
	3	Х8=1	1	Х6=4
		2		7
		Х2=1
		Х20=1
	Условныеобозначения:			Скорый поезд
				Пассажирский поезд
				Местный поезд

Рис. 1.4. Диаграмма оптимальныхназначений поездов

1.3.ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ОБОРОТА ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ

ИРАСЧЕТ ЕГО ПОКАЗАТЕЛЕЙ

1.3.1.Построение сокращенного графика оборота пассажирских поездов

ирасчет количественных показателей

Для построения детального графика движения пассажирских поездов всех категорий строится схематичный график оборота дальних и местных пассажирских поездов.

Сокращенный график оборота пассажирских поездов представляет собой графическое изображение времени отправления и прибытия поездов на станциях полигона. Нумерация пассажирских поездов приведена в приложении 4.

Исходными данными для построения сокращенного графика оборота пассажирских поездов служат:

1.План формирования пассажирских поездов, т.е. станции отправления, назначения, число и категории поездов.

2.Средний интервал отправления пассажирских поездов.

3.Расчетное время следования от станции отправления до станции назначения.

4.Технологические нормы простоя на станции формирования и оборота. Разработанная схема обращения пассажирских поездов должна удовлетворять

условиям: обеспечение удобства пассажиров при прибытии и отправлении поездов на станции массового зарождения и погашения пассажиропотока, минимизация потребности железной дороги в пассажирском подвижном составе.

Указанные условия накладывают следующие ограничения на принципы разработки графика оборота:

1. Отправление поездов со станции формирования и прибытие их на станцию назначения должно производиться в удобное для пассажиров время, т. е. в периоды с 6 до 9 часов и с 18 до 22 часов.

17

При наличии отправления со станции формирования нескольких поездов одного назначения их целесообразно отправлять равномерно в течение благоприятного для пассажиров периода суток.

Средний интервал отправления определяется из выражения

Тотпр =	24 − tн б	,	(1.14)
	N

где tнб – период неблагоприятного отправления пассажирских поездов, tнб = 6 ч;

N– число поездов в рассматриваемом назначении.

2.Время нахождения состава пассажирского поезда на станции оборота должно быть не менее технологических норм, необходимых на осмотр и техническое обслуживание пассажирских вагонов. Эти нормы зависят от времени в пути следования и от категории пассажирского поезда. Технологические нормы колеблются от 2,5 до 8 часов. В курсовом проекте рекомендуется принимать минимальные нормы простоя в соответствии с табл. 1.11.

Таблица 1.11

Нормы времени обработки пассажирских составов различных категорий в пунктах приписки и оборота

Категория поезда	Время в пути (в одном	Время на обработку поезда	Время на обработку поезда
	направлении), сут	в пунктах приписки, час	в пунктах оборота,час
Скорые	-	9,5	7,5
Дальние	более 5	9,5	7,5
	3-5	7,5	5,5
	до 3	7,5	3,5
Местные	-	5,5	2,5

3. В пути следования необходимо предусмотреть стоянки поездов. Расчетное время в

пути следования определяется из выражения:
					tр =		Li		, час,					(1.15)
							V
							м
где	Li – длина следования i-го назначения, км;
	Vм – маршрутная скорость, км/час (см. формулу 1.12).
			Исходные данные для сокращенного графика оборота											Таблица 1.12
Назначение	Маршрут следования	Категорияпоезда	Расстояние следования, км	Размерыдвижения, поездовпар		Номер* поезда				Среднийинтер-вал	отправления, час	Расчетноевремя ходаt	следованияВремя обоихв направлениях t2		Нормыпростоя станциина оборота, час
												час ,	час
												х
													,
													x
1	2	3	4	5		6					7	8	9		10
Х2	1-2-3	м	389	1		601-602					-	7,8	15,6		2,5
Х4	2-5	м	150	1		603-604					-	3,0	6,0		2,5
Х5	1-6	м	267	2		605-608					9,0	5,3	10,6		2,5
…	...	...	...	...		...					...	...	...		...
…	…	...	...	...		...					...	...	...		...
Х21	6-7	м	409	1		627-628					-	8,2	16,4		2,5
					18

* – нумерация поездов приведена в приложении 4. На сокращенном графике оборота пассажирских поездов показывается стрелками время отправления со станции формирования, время прибытия на станцию оборота, стоянка поездов по станции оборота, отправление со станции оборота и прибытие на станцию формирования. Пример оформления графика показан на рис. 1.5.

Сокращенный график оборота пассажирских поездов оформляется в виде приложения к пояснительной записке.

	6				Время,час.				10
				7	8		9
	1
				6	2				6		1
				17							75
									0
			6		60
				101			1		6
			07				7
							3
Станции	2
		623		6		10
								609			12
				11	6
											6
	3
		3					1		2	614
							95
		1
								7
		6
			1		6			1			615
			71		1
					3
	4
	Рис. 1.5. Фрагмент сокращенного графика оборота пассажирских поездов

Для оценки объема выполненной работы и качества использования подвижного состава применяется система количественных и качественных показателей по дальнему

иместному пассажирскому движению.

Кколичественным показателям относятся:

1)количество отправленных пассажиров:

∑Аi о тпр = 2(А1 + А2 +...+Аn ) , пасс.,

(1.16)

где А1, A2, An – средняя величина перевезенных пассажиров из первого, второго, третьего и т. д. пунктов, пасс.;

2) пассажирооборот

∑Ai li = 2 (A1 l1 + A2 l2+...+A nln ) , пас-км,

(1.17)

где li – длина i-го участка рассматриваемого полигона, км;

3) пробег поездов

∑N ili = 2(N1 l1 + N2 l2+...+N n ln ) , поездо-км,

(1.18)

где N1, N2, N n – количество пар поездов i-го назначения;

19

, ось/сост.

4)	пробег вагонов
	∑ mili = 2(m1N1l1 + m2N2l2+...+mn N nln ) , ваг-км,	(1.19)
где m1, m2, m n – среднее количество вагонов в составе поезда каждого назначения;
5)	вагоно-осе-км
	∑m0iSосi = 2(m01N1L1 + mo2N2L2 + ... + m0n NnLn ) , ваг-осе-км ,	(1.20)
где moi – число осей в составе поезда i-й категории;
6)	пассажиро-место-км:
	∑Aili пред = 2 (а1N1l1 + a2N2l2 +...+anNnln) , пас-место-км,	(1.21)
где а1, а2, аn – расчетная вместимость состава рассматриваемой категории;

7) средняя дальность поездки пассажиров:

			∑ Аi	l
	li ср	=			i	, км;
			∑ А		i

8) средний состав пассажирского поезда в осях:

mo = ∑ mоSoc ∑ N l

Основными качественными показателями пассажирских перевозок являются:

(1.22)

(1.23)

1) Маршрутная скорость движения для каждой категории поездов определяется по формуле (1.12).

	2) Средняя населенность		ΣAl
	на состав	a c =			, пасс/состав;			(1.24)
			ΣNl
	на ось	aо с ь=		ΣAl		, пасс/ось.		(1.25)
				ΣmSoc
	3) Коэффициент использования вместимости составов:
		a вм =			ΣAl		,	(1.26)
					ΣAlп ре дл

где ΣAl, ΣAlпредл – пассажирокилометры фактические и возможные при 100 % использовании вместимости подвижного состава.

20