22.5. Основные вопросы теории графика

Теория графика движения поездов на железнодорожном транс­порте в современном ее виде была разработана трудами советских ученых и инженеров в содружестве с передовыми диспетчерами и другими работниками железных дорог; дальнейшее развитие этой теории происходит с учетом совершенствования технических средств, повышения массы поездов и скоростей движения на железных дорогах на основе обобщения опыта руководства по­ездной работой, особенно, в условиях большой густоты дви­жения.

В теории графика изучаются методы расчета минимальных ин­тервалов при приеме, отправлении и проследовании поездов через станции, межпоездных интервалов, а также установления нормати­вов стоянок поездов и локомотивов на станциях с учетом требова­ний безопасности движения.

Одним из важных разделов теории графика является методика определения пропускной способности железнодорожных линий и станций, а также выбора мероприятий по ее усилению; в нем де­тально изучаются зависимости пропускной способности от типа графика, средств сигнализации и связи, путевого развития участ­ков, неидентичности перегонов, соотношения скоростей различных категорий поездов и других условий. При этом пропускная способ­ность железнодорожной линии рассматривается комплексно во взаимосвязи перегонов, станций, участков энергоснабжения, де­повских и других устройств. В теории графика рассматриваются также вопросы организации обслуживания поездов локомотивами и разрабатываются методы согласования стоянок поездов и локо­мотивов на станциях оборота; организация местной работы на участках; согласования графика движения и плана формирования поездов.

Важное значение имеет вопрос о порядке составления графика, в частности, прокладке пассажирских, грузовых (в том числе уско­ренных, сборных, вывозных) поездов на однопутных и двухпут­ных линиях; согласование расписаний движения поездов на сты­ках между дорогами и отделениями. Рассматриваются особенно­сти составления графика при электрической и тепловозной тяге; при больших объемах путевых и строительных работ на участке;

281

при значительной неравномерности потоков грузов и пассажиров и в других особых условиях.

В последующих главах данного раздела перечисленные вопро­сы теории графика рассматриваются более подробно.

Глава 23 расчет элементов графика движения поездов

23.1. Элементы графика

Основными элементами графика движения являются времена хода поездов по перегонам, а также нормы времени на разгон и замедление, нормативы продолжительности стоянок поездов на промежуточных, участковых и других станциях для выполнения технических и коммерческих операций; нормативы продолжитель­ности стоянок локомотивов в пунктах основного и оборотного депо для выполнения технических операций и расчетные минимальные интервалы между поездами при приеме, отправлении и проследо­вании их через станции, называемые коротко «станционные интер­валы», а также ишервалы между поездами в пакете (межпоезд­ные интервалы).

Время хода по перегонам определяется для грузовых поездов установленного веса, а также для различных категорий пассажир­ских поездов (скорые, пассажирские, пригородные), отдельно по направлениям движения поездов (нечетных, четных) и для одиноч­но следующих локомотивов. На участках, где в поездопотоке боль­шой удельный вес имеют поезда с легковесными (как правило, цен­ными и скоропортящимися) грузами и порожние маршруты, при­меняются дифференцированные скорости движения и времени хода грузовых поездов по перегонам.

Нормативы продолжительности стоянок поездов на станциях устанавливаются на основе технологических процессов работы станций в зависимости от объема и характера операций, выполняе­мых с поездом.

Нормы стоянок локомотивов определяются технологическими процессами осмотра и ремонта локомотивов в основных и оборот­ных депо.

Станционные и межпоездные интервалы разрабатываются для каждого перегона и граничащей с ним станции.

Станционными интервалами называются минимальные проме­жутки времени для выполнения операций по приему, отправлению или пропуску поездов через станции, разъезды или обгонные пунк­ты. Межпоездным интервалом называют минимальное время, которым разграничиваются поезда при следовании по перегонам на участках, оборудованных автоблокировкой; станционные и меж­поездные интервалы устанавливаются с учетом требований без-282

Рис 23 1. Схемы интервалов

опасности движения и возможно более полного использования про­пускной способности. Основные схемы станционных и межпоездных интервалов показаны на рис. 23.1.

На однопутных линиях определяются станционные интервалы: безостановочного скрещения поездов на станциях (разъездах) про­дольного типа и двухпутных вставках (рис. 23.1, а); неодновремен­ного прибытия поездов противоположных направлений и скреще­ния поездов* (рис. 23.1,6, в); на однопутных и двухпутных линиях интервалы: попутного прибытия (7_пр) и попутного отправления поездов (/_от) (рис. 23 1, г); попутного следования поездов (рис. 23.1,(3, е); неодновременного прибытия и попутного отправ­ления (рис. 23.1,з); неодновременного отправления и попутного прибытия (23.1,ж); неодновременного отправления и встречного прибытия (23.1, и), а также межпоездной интервал (23.1, к).

Станционные интервалы попутного отправления и прибытия оп­ределяются для участков с автоблокировкой; попутного следова­ния— для линий, не оборудованных автоблокировкой.

23.2 НОРМЫ МАССЫ И ДЛИНЫ ПОЕЗДОВ

Нормы массы поездов являются важнейшим технико-экономи­ческим показателем, от которого зависят пропускная способность железнодорожных линий, расход электроэнергии и топлива, потреб­ность в локомотивном парке и себестоимость перевозок; примерно 30% эксплуатационных расходов зависят от массы поезда, и рас­ходы эти уменьшаются при ее увеличении.

Порядок расчета массы (веса) поездов и необходимые для это­го исходные нормативы изложены в Правилах тяговых расчетов для поездной работы (ПТР).

¹ Более точно этот интервал следовало бы называть «интервал скрещения с остановкой одного из поездов-» в отличие от интервала безостановочного скреще­ния.

283

\

Масса состава грузового поезда в тоннах при условии движе­ния с равномерной скоростью на расчетном подъеме определяется по формуле

гдеР_к — расчетная сила тяги локомотива, кг;

Р — масса локомотива, т;

№о, м'о—основное удельное сопротивление соответственно ло­комотива и вагонов при расчетной скорости, кг/т; г_р — величина расчетного подъема, %₀-

Основное удельное сопротивление локомотивов и вагонов рас­считывают по формулам, приведенным в ПТР, в зависимости от типа локомотива (электровоз, тепловоз, электропоезд, дизель-по­езд), осности вагонов (четырех-, восьмиосные), оборудования их подшипниками скольжения или роликовыми. Так, основное удель­ное сопротивление груженых четырехосных вагонов на ролико­вых подшипниках равно

Ш^07+ 3 + 0.1П 0,0026*

где V — скорость движения поезда на расчетном подъеме, км/ч;

<7о — средняя нагрузка от оси вагона на рельсы, т.

Таким образом, для повышения массы поезда при данном рас­четном подъеме необходимо увеличить силу тяги локомотива и уменьшить основное удельное сопротивление подвижного состава. В ряде случаев норма массы поездов определяется для расчетного подъема меньшего, чем самый крутой на участке, и проверяется на прохождение по подъемам большей крутизны с заданной мини­мальной скоростью движения в конце подъема. При электрической и тепловозной тяге массу поезда проверяют также по условиям на­гревания электрических машин локомотивов.

По формуле (23.1) можно рассчитать массу поезда для каждо­го перегона⁴. Так как величина подъема на всех перегонах различ­на, расчет делают по наибольшему (расчетному) подъему, имею­щемуся на этом участке. Величина расчетного подъема не всегда равна максимальному; при выборе расчетного подъема учиты­вается также его протяженность, поскольку короткий подъем поезд может преодолеть за счет разгона до максимальной скорости при движении на уклоне. Поскольку профиль пути на различных уча­стках направления неодинаков, расчетная норма массы поездов на разных участках будет различной. Это вызывает необходимость из­менять составы транзитных поездов на станциях, ограничивающих участки с разными нормами массы. Установление единых, уни­фицированных норм массы позволяет избежать перелома массы в

¹ Перегонные нормы массы устанавливают для сборных поездов, чтобы мак­симально использовать силу тяги локомотивов и быстро убрать вагоны с проме­жуточных станций.

284

пути следования маршрутных поездов между пунктами зарождения и погашения мощных грузопотоков; перелом норм массы может оказаться целесообразным в тех случаях, когда затраты на пропуск поездов унифицированной нормы массы оказываются больше до­стигаемой при этом экономии.

Унификация норм массы поездов на направлении достигается постановкой локомотивов более мощных серий на участки с тяже­лым профилем, менее мощных — на легкий профиль; введением двойной тяги или добавлением секции тепловоза; применением под­талкивающих локомотивов. Важное требование, которого добива­ются при установлении унифицированных норм массы, — возможно более полное использование мощности локомотивов на каждом участке.

Двойная тяга или подталкивание вызывает дополнительную потребность в локомотивах на отдельных участках, но позво­ляет благодаря увеличению массы состава сократить число поез­дов и вследствие этого уменьшить потребность в поездных локомо­тивах на всем направлении.

Так как от выбранной нормы массы состава зависят число по­ездов, которое надо пропустить на данном направлении (при оди­наковом грузопотоке), скорость их движения, степень использова­ния мощности локомотивов, то унифицированная норма массы гру­зовых поездов устанавливается на основе сравнения возможных вариантов по основным технико-экономическим показателям. При­ближенно можно сравнивать: потребность в локомотивах и вагонах для освоения заданного грузопотока при данной норме массы; ка­питальные вложения на развитие станций, если они необходимы для освоения той или иной нормы массы. Кроме того, надо оце­нивать эксплуатационные преимущества каждого варианта (соот­ветствие нормы массы длине станционных путей, достаточность перерабатывающей способности станций перелома норм массы и др.).

На участках, обслуживаемых электрической и тепловозной тя­гой, норма массы поездов часто ограничивается длиной станцион­ных путей. Когда норму массы поезда определяет длина состава, надо найти наиболее правильную расстановку локомотивов (серий) по участкам, чтобы обеспечить полное использование их мощности.

Для того чтобы определить возможные варианты норм массы и степень использования мощности локомотивов, составляют тон-но-километровые диаграммы (рис. 23.2)—график, на котором по горизонтальной оси откладывают расстояния между раздельными пунктами (перегоны), а по вертикали в принятом масштабе — мас­су поезда, которая может быть реализована на данном перегоне. Там, где горизонтальная линия предлагаемой нормы массы про­ходит на уровне ординаты, соответствующей массе поезда на дан­ном перегоне, сила тяги локомотива используется полностью (см. рис. 23.2, перегоны ст. Б — ст. В; Р — д2 — Р — дЗ). Если эта линия проходит ниже ординаты массы поезда, возможного на данном пе­регоне, сила тяги недоиспользуется. На тех перегонах, где линия

285

®>^Т предполагаемой нормы мас-

^{0 г} сы проходит выше, чем ор-

гзоо

'. \1р/1 \1р/1 1р/1

С € € С -дз СтГ Р-д4 С/лД

\1р/1 \1р/1 \1р/1 Чр/1

.€€>€€ [тЛ Р-31 Ст В СтВР

~ Ф СтВР-дг Р-

дината массы поезда, необ­ходима кратная тяга или подталкивание. Чтобы мож­но было выбрать варианты норм массы и размещения локомотивов, тонно-кило-метровые диаграммы состав­ляют для разных типов ло­комотивов.

I -подъем, преодолеваемый, за счет разгона

Рис. 23.2. Тонно-километровая диаграмма

При разработке норма­тивов к графику движения поездов определяют следу­ющие нормы массы:

унифицированные — для

сквозных и маршрутных поездов на ряде смежных участков или на целом направлении;

участковые — для участковых поездов, следующих по данному участку;

параллельные — для отправительских маршрутов или других сквозных поездов, имеющих унифицированную норму, установлен­ную для другого направления, которое на сравнительно коротком участке совпадает с основным направлением, т. е. когда один уча­сток является частью двух пересекающихся направлений, на кото­рых установлены разные унифицированные нормы;

дифференцированные перегонные —для сборных, вывозных и других местных поездов, работающих в пределах участка или части участка.

Длина поезда определяется в условных единицах, причем за единицу длины принят условный вагон длиной 8 м. Длины осталь­ных типов вагонов пересчитываются по коэффициентам условной длины подвижного состава, которые приводятся в книжках служеб­ных расписаний.

Максимальная длина состава указывается для каждого участка в графике движения поездов исходя из длины станционных путей на станциях участка.