автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Выбор параметров и структуры станционных горловин

• ^ -г

и Л -V •

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА им. АКАДЕМИКА В. Н. ОБРАЗЦОВА

На правах рукописи

ДЗЮБА Илья Самуилович

УДК 656.212.4:656.21.001.2

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ И СТРУКТУРЫ СТАНЦИОННЫХ ГОРЛОВИН

05.22.08 — Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации и блокировки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград 1989

Работа выполнена в Белорусском институте инженеров железнодорожного транспорта.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки и техники БССР Правдин Н. В.

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор В. М. Акулиничев,

кандидат технических наук, доцент В. С. Суходоев.

Ведущая организация — Киевгипротранс.

Защита состоится ^. . 1990 г. в Г.

час. на заседании специализированного совета Д.114.03.03 Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта им. академика В. Н. Образцова по адресу: 190031, Ленинград, Московский пр., 9, ауд. 7-320.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта.

Автореферат разослан «» . ^^^г с.? 1989 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

В. Б. Культин

"■21 Общая характеристика работы

|

——Акт^льность_р8йота. Вэшающее влияние на бесперебойный пропуск поездопотоков, ускорение доставки грузов, сокращение времени оборота вагонов оказывают железнодорожные узлы и станции, важнейшим структурным элементом которых являются станционные горловины.

Исследования технического оснащения большинства сортировочных станций сети и анализ их работы показывают, что многие горловины имеют несовершенную конструкцию, являются основным сдерживающим фактором увеличения пропускной и перерабатывающей способности. Конструктивное решение стрелочных горловин во многом зависит от опыта и квалификации проектировщика, так как надёжных методов расчета горловин не выработано. Методики оптимизации и сравнения различных конструктивных решений также требуют дополнительных исследований, направленных на повышение эффективности конструкции горловин, совершенствование методологических основ определения технического оснащения,установление параметров и критериев оценки функциональных возможностей.оптимизацию прокладки стрелочных ходов, определение количества параллельных каналов, длины горловины и других показателей.

Большое влияние горловин на строительную стоимость станций, их пропускную способность, основные эксплуатационные показатели обуславливает актуальность решения вопросов разработки и оценки конструкции станционных горловин.

Цель исследования - установление основных закономерностей формирования структуры горловин, разработка методов расчета их путевого развития, усовершенствование и формализация оценочных критериев и показателей технического оснащения, оптимизация параметров конструкт ции горловины в зависимости от расчетных размеров движения, уровня надежности работы технических средств, специализации и секционирования парковых элементов, совершенствование методов расчета пропускной способности, количества и продолжительности задержек в горловинах.

Общий методологический подход- к решению поставленных задач базируется на использовании современных достижений в области общей теории транспортных систем, расчета технического оснащения железнодорожных станций, методах имитационного моделирования. При решении отдельных задач использовались методы и приемы теории графор, мпг.сового обслуживания, динамического программирования, статистического анализа. Теоретической и методической основой диссертационной работы являются труди советских ученых по вопросам проектирования и оптимизации ре.^о.юв работы железнодорожных станций и узлов.

Научная новизна работы:

установлены новые критерии для оценки эффективности структуры и режимов функционирования станционных горловин, позволяющие формализовать процесс разработки конструкции горловин и разрабатывать системы автоматизированного проектирования с использованием средств вычислительной техники ;

получены аналитические зависимости для определения потребного стрелочного развития, количества конфликтных точек, параллельных стрелочных ходов и других показателей ;

предложена методика расчета путевого развития горловин, позволяющая "учитывать структурные характеристики поездопотоков, их неравномерность, надежность функционирования устройств, колебания технологический параметров.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

- применением современной методологии исследований, методов математического моделирования, проверкой адекватности моделей с помощью статистических и экономических критерией ;

- экспериментальной проверкой и практической реализацией результатов исследований при разработке проектов генеральных схем развития железнодорожных узлов Белоруссии.

Правомерность, корректность постановки задачи и принятых допущений подтверждается публикациями в открытой печати.

Практическая ценность. Результаты исследований могут использоваться в проектной практике при оптимизации технического оснащения, Технологии работы и выборе путей и последовательности развития станций в условияхтерриториальшх, материальных и других ограничений.Использование полученных моделей в качестве основы подсистемы математического обеспечения САПР железнодорожных станций и узлов позволит значительно сократить сроки производства проектно-изыскательских работ.

Ряализ.ация результатов.Выполненные в диссертационной работе исследования, выводы и рекомендации использованы при разработке генеральных планов развития железнодорожных узлов, сортировочных и участковых станций Белорусской железной дороги.

Апробация. Проведенные исследования и полученные на их основе результаты докладывались и обсуждались на:

- ХУ научно-технической конференции кафедр БИИЖ'Га и ДорНТО Белорусской железной дороги (Гомель, 1980 г.) ;

- научно-технических конференциях Белорусского института инженеров железнодорожного транспорта (19Э1-1988 г.г.) ;

- на заседании кафедры " Станции, узлы и грузовая работа"НШТа

(г.Гомель, 1988 г.) ;

- на заседании кафедры "Железнодорожные станции и узлы" ЛИИЖТа (г.Ленинград, 1989 г.).

Публикации. По теме диссертации было опубликовано б научных статей общим объемом 2,5 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения,четырех глав, заключения, списка использованной литература (119 наименований), приложения. Общий объем составляет 228 страниц, в том числе 150 страниц машинописного текста, 42 рисунка, 12 таблиц.

Содержание диссертации

Введение. Во введении приводится краткое обоснование актуальности и важности научно-методологических исследований в области расчета и проектирования станционных горловин, постановка задачи, цель исследования и научная новизна.

На разных этапах развития станционной науки значительный вклад в разработку теоретических основ проектирования станционных горловин и расчет их пропускной способности внесли В.Н.Образцов, Л.В.Абуладзе, В.М.Акулиничев, Е.В.Архангельский, П.В.Бартенев, А.В.Быкадоров.Е.И. Гибамаш, П.С.Грунтов, С.В.Земблинов, С.Д.Карейша, A.M.Коржаков,A.M. Макарочкин, С.С.Мацкель, В.Я.Негрей, В.Н.Парфенов, А.С.Писанко, Н.В. Правдин, И.Е.Савченко, Е.А.Сотников, В.С.Суходоев, К.К.Таль, Н.И.Федотов, Н.Н.Шабалин, Б.Д.Шганге.

Анализ выполненшх разработок показал необходимость учета ряда дополнительных факторов, условия функционирования стрелочных горловин оказались недостаточно изученными. Поэтому требуется более глубокое исследование методологических, основ расчета и проектирования горловин железнодорожных станций.

В первой главе исследовано современное состояние проблемы структурно-планировочного построения, конструирования и особенности развития станционных горловин, обоснована постановка задачи, проанализированы методы расчета, систематизированы и уточнены основные понятия и определения,приведена классификация горловин.

Сегодня свыше 70% "узких" мест на сети МПС связано с развитием железнодорожных станций и узлов. В связи с этим намечается провести к 2005 году крупные работы по реконструкции и усилению технического оснащения станций. Успешное решение такой задачи в значительной мере предопределяется на стадии разработки проектов развития станций и их отдельных элементов.

Анализ большого количества реальных схем станций и условий кх

работы показал, что стрелочные горловины составляют основную часть путевого развития и в значительной мере определяют стоимость станции при ее строительстве или переустройство. Кроме того, устройство горловин требует укладки дополнительных соединительных путей и вставок, сооружения специальных устройств, обеспечивающих безопасность движения и нормальные условия работы (пневмообдувка, снегозащита, электрообогрев, смазка стрелочных переводов, путепроводы, переезды и т.п.), автоматики и сигнализации, С развитием научно-технического прогресса концентрация станционной техники и автоматики в горловинах будет увеличиваться, а одновременно вырастет доля горловин в общей стоимости станций.

Проведенные автором исследования показывают, что в зависимости от количества парковых путей и конструкции горловин доля капитальных вложений в горловины от общей стоимости путевого развития станции колеблется от 31 % до 90 %. Это значит, что стоимость станционных горловин сопоставима, а в отдельных случаях может и превышать стоимость сооружения парковых путей. Для сортировочных станций продольного типа стоимость сооружения горловин составляет примерно 35% , комбинированного типа - 51 % от общей стоимости путевого развития.

Повышение интенсивности работы станций требует дополнительных исследований по оценке влияния конструкции горловин на эксплуатационные и экономические показатели работы. Недостаточное стрелочное развитие горловин снижает их маневренность, вызывает задержки поездов, локомотивов и составов, снижает пропускную и перерабатывающую способность всего комплекса технических устройств, взаимодействующих с горловиной, ограничивает возможности оперативного управления .работой станции. В то же время необоснованное увеличение количества стрелочных переводов на маршрутах следования поездов и маневровых передвижений приводит к снижению скорости движения, росту энер-

гозатрат, связанных с движением поездов по переводным кривым и крестовинам, повышению расходов на содержание верхнего строения пути и ходовых частей подвижного состава. Уменьшение количества искривлений на стрелочных переводах за счет совершенствования конструкции горловин приводит к существенному снижению эксплуатационных расходов. Так для поперечной схемы участковой станции при размерах движения 60 пар поездов в сутки и массе поезда 6000 г только за счет спрямления маршрутов пр<ема и отправления поездов в горловине снижение дополнительных расходов на износы составляет 40 тыс.руб. в год.

Конструкция горловины определяет длину маршрутов следования поездов и маневровых составов и влияет на эксплуатационные расходы,свя заншч с их пробегом. Например, для пассажирской станции тупикового

типа с объемом работы 80 пар поездов в сутки, сокращение длины горловины после реконструкции, на 90 м обеспечило экономию 10,5 тыс.руб. в год. Поэтому проблема совершенствования конструкции горловин станций является важной технико-экономической задачей. На конструкцию горло-виныю влияют: параметры транспортных потоков, количество подходов и путей в парке, характер и преоритетность передвижений и др. Задача оптимизации конструкции решается при небольшом числе вариантов и заключается в выборе таких значений входных переменных Х|, Х^,... Хп, при которых выходной показатель получает экстремальное значение. Для ее решения необходимо:

выделить множество входных параметров горловины, от которых в наибольшей степени зависит интегральный показатель ее качества }

разработать аналитические зависимости, позволяющие описывать конструкции горловин ;

выработать методы формирования и выбора критерия эффектибноо-ти, установить оптимальное количество параметров и вид целевой функции.

В развитии методов расчета станционных горловин можно выделить три основных этапа: разработка основ расчета простейших соединений • путей и стрелочных улиц и накопление первого опыта проектирования ; обобщение опыта, усложнение конструкций горловин и формирование понятийного аппарата ; создание и совершенствование методов расчета и обоснования рациональных конструкций, оценки задержек подвижного состава в горловинах. Появление быстродействующих ЭВМ и использование метода математического моделирования расширили круг средств поиска наивыгоднейших проектных решений. Однако,из-за отсутствия математизированного описания и алгоритмов формализации конструкции горловины, рекомендованные для практики принципы (одновременный прием поездов со всех направлений, изоляция маневровых передвижений от организованного движения и др.) не могут быть реализованы на ЭВМ и остаются, в основном, искусством проектировщика. Несмотря на важную роль горловин в работе станций, до настоящего времени ведется поиск единых определений и понятий, однозначно определяющих особенности конструкции горловины и ее составных элементов, четкой систематизации горловин.

Выполненный обзор исследований, анализ стрелочного и путевого развития станционных горловин и существующих технологических реигмов их функционирования показали необходимость разработки рекомендаций по выбору стратегии развития горловин, оптимизации их конструкции.

Во второй главе исследуются общие закономерности формирования • структуру горловин. Минимально необходимое стрелочное развитие горловины, обеспечивающее связь всех подходов и парковых элементов между

Ь

собой,называют основным ходом. Прокладка основного хода горловины представляет один из самых ответственных этапов разработки ее конструкции, во многом определяющий дальнейшие возможности развития.Объединение путей в пучки позволяет сокращать длину горловин и обеспечивает на начальном этапе достаточную пропускную способность,однако дальнейшее увеличение параллельности передвижений без серьезных реконструктивных мероприятий в таких горловинах затрудняется. Прокладка основного хода состоит из двух взаимосвязанных задач: соединения подходов и подключения парковых элементов.

Задача соединения походов сводится к определению количества укладываемых сгьездов и выбору схемы их взаимного расположения. Проведенные исследования показывают, что наиболее компактной схемой соединения подходов является "Крестообразная" и"скрещивающаяся", однако эти схемы имеют более низкие эксплуатационные показатели и затрудняют возможности подключения к горловине новых парковых путей.

Независимо от выбранной схемы соединения подходов, потребное количество стрелочных переводов при прокладке основного хода будет всегда одинаковым и определяется числом подходов ( р ) и парковых путей (т) а-ЧР-О^т-р.

Конструкцию стрелочного соединения можно оценивать по общему количеству возможных маршрутов. Этот показатель зависит от схемы соединения и определяется из матрицы маршрутов или по аналитическим зависимостям, которые получены в диссертации. Однако более целесообразно производить оценку соединения безразмерным соотношением фактического

числа маршрутов в горловина ) к минимально возможному, км =

Р , а

=

Этот коэффициент маневренности показывает, во сколько раз анализируется схема стрелочного соединения увеличивает или уменьшает общее число маршрутов по сравнению с минимально возможным их количеством при полнодоступном соединении. Для неполнодоступных схем коэффициент маневренности будет всегда меньше единицы. С увеличением числа подходов в горловине величина к * возрастает. Исследования показали, что при прочих равных условиях "трапецеидальное" соединение имеет большее значение коэффициента к«. Это соединение позволяет укладывать дополнительные съезды без существенных ре инструкций горловины и удлинения станционной площадки, однако на начальном этапе требует значительно большей длины по сравнению с другими схемами.

Одним из важных критериев является длина горловины. В работе получены и исследованы аналитические зависимости, позволяющие на пред-проектной стадии ориентировочно устанавливать величину этого критерия

Анализ динамики развития горловин позволил установить, что наибольшее влияние на длину основного хода оказывают: число подходов,парковых путей и схема соединения. Так, для горловин, в которых пути не объединяются в пучки, длина возрастает в 3-5 раз интенсивнее. При оделе парковых путей больше четырех объединение их в пучки будет всегда приводить к сокращению длины горловины.

Принципиальным вопросом проектирования горловин является обоснование и прокладка параллельных стрелочных ходов. Станционные горловины имеют определенное сходство с коммутационными системами,однако в них могут появляться такие связи (маршруты), которые будут блокировать соединение определенных подходов со всеми или отдельными парковыми элементами. Так как полностью исключить блокирупцие маршруты невозможно, то для сокращения задержек подвижного состава и повышения пропускной способности необходимо проектировать в горловине дублирующие связи - параллельные ходы.

Задача сводится к тому, чтобы на основании заданных размеров и схемы рассредоточения передвижений определить потребное число параллельных каналов и сформировать оптимальную структуру горловины. В диссертации исследованы пути решения этой задачи и выработаны практические рекомендации. Минимальное количество параллельных ходов в горловине численно равно интенсивности нагрузки

М - Уо= У/Тр ,

где У - суммарная нагрузка всех подходов горловины ;

Тр - расчетный период.

Снижение уровня загрузки элементов горловины при прокладке параллельного хода зависит от глубины прокладки и определяется величиной

Б - (|Ти + 0/2п\| ,

где - количество путей, объединенных дополнительным стрелочным ходом.

Прокладка параллельных ходов в горловине возможна по двум принципиальным вариантам: со стороны парковых путей ; со стороны подходов. Сравнительный анализ показывает, что оба варианта обеспечивают одинаковую параллельность передвижений, требуют укладки одинакового количества стрелочных переводов. Однако горловины с внутренним расположением параллельных ходов имеют большую экономию металла за счет сокращения суммарной длины соединительных путей и вгтавок, но значительно проигрывают в длине. Поптсму наиболее целесообразно использовать комбинированное размещение стрелочных ходов, поочередно меняя пярипн? • расположения. При незначительном увеличении обцчй д.тени прясле

бок и соединительных путей (на 8-10 %) это позволяет добиться сокращения длины горловины на 25-30 %.

Анализ проектов развития станций и существующих схем горловин показывают, что в подавляющем большинстве случаев параллельные ходы в горловинах объединяют не все, а определенные группы путей. Поэтому число параллельных ходов не всегда выражается целым числом и его целесообразно характеризовать коэффициентом параллельности.

(П *т)/(2т-0', ик.-р,

где II - количество стрелочных переводов, уложенных в горловине ;

Ш - число парковых элементов.

Введение в расчетные зависимости коэффициента параллельности позволило установить функциональные связи меязду техническими и технологическими параметрами горловины, рассчитывать потребное число стрелочных переводов в зависимости от ожидаемых размеров движения. Минимальное значение коэффициента параллельности, при котором обеспечивается работоспособность горловины, следует принимать не менее интенсивности нагрузки, понимая под последней частное от деления суммарной нагрузки горловины на продолжительность расчетного периода.

В третьей главе _ диссертации рассматриваются вопросы формирования системы взаимодействия между параметрами горловины, устанавливаются общие для всех типов горловин количественные оценочные критерии.

Параметры, характеризующие эксплуатационные и конструктивные возможности горловины, можно объединить в три основные группы: технические, технологические, экономические.

К техническим параметрам относятся показатели, которые зависят только от конструкции горловины и структурных особенностей схемы. Они позволяют оценивать качественные особенности конструкции, рациональность расположения стрелочных пер водов, характер взаимодействия маршрутов следования поездопотоков и маневровых передвижений и дают основную техническую характеристику запроектированной горловины,

Технологиеческие параметры зависят от размеров и характера передвижений: суммарная нагрузка горловины и отдельных подходов ; степень загрузки элементов горловины ; маршрутов ; наличная пропускная способность ; количество и продолжительность задержек подвижного состава и др. Значения этих показателей носят вероятностный характер и подвержены определенным колебаниям, зависящим от оперативно изменяющейся эксплуатационной обстановки.

Экономические параметра представляют собой интегральные оценочное критерии, к которым приводятся технические и технологические по-••'•к1ято;ш тияртботашюй конструкции горловины.

ч

Все три группы параметров горловины технические,технологические, экономические взаимозависимы, тесно взаимодействуют и переплетаются между собой, чувствительны к воздействию внешних факторов и возмущениям в смежных, взаимодействующих с горловиной устройствах и системах. В диссертации разработана система взаимодействия параметров, в которой выделены контуры: функционирования, надежности и пропускной способности, экономический.

Для контуров функционирования и пропускной способности имеются общие области, поэтому изменение параметров в одном контуре приводит к изменениям в другом. Принципиальной особенностью поведения рассматриваемой системы является скачкообразный характер поведения большинства параметров.

В диссертации разработана методика определения технических параметров горловины. Предложены аналитические формулы для расчета числа конфликтных точек на маршрутах следования поездов и в целом для горловины

Однако этот показатель не позволяет оценивать конструкцию горловины. Наиболее емкой технической характеристикой горловины можно считать число связей каждого подхода, поэтому в диссертации предлагается оценивать качество конструкции по новому показателю - доступности подхода.

Разработана методика расчета этого параметра и порядок построения матрицы связности горловины. Матрица связности является квадратной несимметричной матрицей порядка р . Элементы главной диагонали матрицы равны доступности соответствующего подхода ( с^ ), т.е. количеству независимых маршрутов, при которых не блокируется движение на всех остальных подходах. Остальные элементы матрицы показывают число связей мевду подходами. Общее число связей в горловине равно сумме_ связей подходов, а средняя доступность по всем р - подходам.

Установлено, что более равно арному распределению нагрузки по подходам должна соответствовать и более равномерная матрица свдзано-сти. Матрицы связности дают наглядноо и полное представление о характере взаимодействия подходов, учитывают особенности расположения стрелочных соединений в горловине. Предложенный алгоритм формирования матрицы связности и расчета степени доступности .легко реализуется на ЭВМ и может использоваться при раэ^яботке САПР железнодорожное станций и узлов.

X - (п- Щ-р)/2 +2 .

Параметры горловины, зависящие от размеров движения и принятых ■ технологических режимов пропуска поездопотоков устанавливаются по расчетным объемам работы. Объемы работы горловины определяются суммарной нагрузкой. Под нагрузкой j -го подхода понимается общая продолжительность занятия подхода всеми видами передвижений за определенный период Тр,

У; ■ + + fkh УкЛ)'

где Tj .Тц - продолжительность занятия соответствующего подхода поездопотоками, поступающими с самого подхода;

П1(- количество парковых путей, примыкающих непосредственно к первому подходу;

Jjк ¡- доля поездопотока с К-го подгода,поступающего на i. -й путь.

Анализ работы горловин показывает, что при одинаковом числе парковых путей и подходов, равном количестве стрелочных переводов и одинаковых размерах движения нагрузка подходов может существенно колебаться в зависимости от конструкции горловины. Снижения нагрузки горловины можно добиться путем увеличения доступности подходов, а также за счет перераспределения потоков и специализации парковых элементов. Возможный диапазон регулирования нагрузки горловины с одинаковым техническим оснащением составляет 120-150 %,

По расчетной нагрузке подходов и горловины определяются степени загрузки:

подхода , ^ р = Тj / Т р >

конфликтной точки на j -ом подходе , R* " у j / (Tf knJ ; маршрута

где кх,, ... Д*4 - степень загрузки первой, 1-ой, ¿-ой,

К-ой, ... Я -ой конфликтных точек, входящих в маршрут ; й - общее количество конфликтных точек в маршруте.

Любая горловина представляет собой совокупность характерных для нее маршрутов. Поэтому загрузка горловины может выражаться матрицей загрузки всех маршрутов. Разработанная методика расчета степени загру зки горловини позволяет учитывать реальные условия работы, пространственное распределение маршрутов, возможность увеличения размеров дви-г.яния на конкретных маршрутах, выработать правильные решения по развития ГОрлОБИНЫ.

Самым убедительным.и наглядным показателем соответствия технических возможностей и совершенства технологии работы горловины расчетным или фактическим размерам движения является количество и продолжительность задержек транспортных единиц. В общем случае количе- . ство задержек поездопотоков в горловине является случайной величиной, которая колеблется около некоторого среднего значения. Для установления аналитических зависимостей между основными техническими параметрами, размерами движения и возникающими задержками поездопотоков в горловине была разработана имитационная модель для ЭВМ ЕС-1020 (В<с. I). Отличительной особенностью этого алгоритма является наличие блоков планирования графика подвода поездов и возможность ввода в составленный график движения различных возмущающих ситуаций. Многократное испытание модели и обработка полученных результатов позволяет сделать предположение о нормальном распределении случайной величины задержек, для которой среднее значение (математическое ожидание)

к.-^-о/|>/0-т>)]/ (2Н), а среднеквадратическое отклонение

где Н0 - общее количество транспортных единиц, пропускаемых по рассматриваемому маршруту ; р - степень загрузки маршрута для заданной категории передвижений ;

' с1 - доступность подхода, с которым связан данный маршрут ; 9 - коэффициент вариации интервалов поступления требований ; Н - уровень эксплуатационной надежности■графика движения ; а- эмпирический коэффициент а= 0,6;..0,75, Средняя продолжительность задержки зависит от времени занятия маршрута одним передвижением ( Ij )

^р/0,7 ' (1-0- при / « 0,5 .

(1,69- ^1-Я/О/? .'при' ^>0,5

В условиях высокой интенсивности движения и плотности поездопотоков и маневровых передвижений исключительное значение приобретает правильный расчет пропускной способности горловин и определения оптимальных уровней резерва.

Блок-схема моделирования работы горловины

( И > и « ао )

1 0 Пи С АННЕ MHtCUE.DE. ПЕ-Р Е МЕ ИНЫХ

2 Ввод. АН ИНЫХ'. Чцсао (N0) м игрчгк» СИО) ПОДХОДОВ; СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ ЗАНЯТИЯ МАРШРУТ» (ТОВЬ); НЩИКНОСТЬ громки- 1А.А

Расчет степени загрчжи М АРШРиТОЬ

9 Рисчет иКНРМАОВ ПОАВ0А.А ТР1-бОВАНИИ НА П0ЛХОА.АХ "ПИТ

6 Составление начального гра*ч-КА »ОРМИРОВАНИЯ массивов: »N91 , ТЫР

7 Ит»ОА МОДЕ НИ В ИСХОДНОЕ Ш' тояние ■ Формирование рабочих массивов: АИР, и ТЫР

8 ЦЫВОР ОЧЕРЕДНОГО ТРЕБОВАНИЯ 1П МАССиВА АЫР

£

Рис Л 12

ЛЕЧИТЬ РЕ5чаьтат(1Е МОАЕ-АЫРО в А мия

Расчетная продолжительность занятия маршрута одним передвижением должная учитывать случайный характер времени проследования поезда, приготовления маршрута и др. При увеличении колебаний расчетное время "Ьр возрастает, а пропускная способность горловины снижается

Тр/*р - Тр/(! ,

где 1 - среднее время занятия горловины одним передвижением ; £ - параметр, зависящий от доверительной вероятности.

Значение величины С принимается равным 0,4...0,8, для передвижений, связанных с приемом поездов, а в остальных случаях - 0,2... 0,4.

Горловину можно рассматр1вать как динамическую систему взаимодействующих маршрутов, а ее пропускную способность выражать вектором или матрицей, каждый элемент которой соответствует пропускной способности отдельно взятого маршрута. Такой подход позволяет повысить точность расчета на 20-23$.

В__че1^д^1Юй_главе изложена методика технико-экономического обоснования развития станционных горловин. Повышение массы и длины поездов потребует в ближайшее 10-летие выполнения больших работ по удлинению путей и коренной реконструкции большинства горловин на основных станциях сети. Для оптимизации их конструкции и технологических режимов эксплуатации используется минимум приведенных затрат за расчетный период Т

где К0 - капитальные вложения, направляемые на развитие станции в нулевом году расчетного периода ;

К4,Э1 - соответственно капитальные вложения и эксплуатационше расходы в t-ом году ;

Енп- норматив для приведения разновременных затрат.

Капитальные вложения в горловины'

к

где Кс - стоимость укладки одного стрелочного перевода ;

- стоимость укладки одного километра станционного пути ;

е* - суммарная длина дополнительных соединений и вставок в

горловине ;

«3 - стоимость I га земли, отчуждаемой под строительство ;

вг - площадь, занимаемая горловиной ;

С3 - расходная ставка на I мэ земляных работ ;

У» - объем выполненных земляных работ ;

К „р - дополнительные капитальные вложения.

В диссертации приведены аналитические формулы и зависимости для определения вышеперечисленных показателей, что позволяет устанавливать ориентировочную величину капитальных вложений в горловину еще на предпроектной стадии.

Существенное влияние на выбор проектного решения оказывают расходы, связанные с содержанием и эксплуатацией технических устройств, сосредоточенных в горловине. При сравнении вариантов конструкции эксплуатационные расходы определяются из выражения

Эг = Э ¿в-* 3ЗА + Эси"* Э С0Л+ Э пи >

где Зав " расходы по движению поездов, локомотивов, маневровых составов ;

Ээа. ~ расходы по простою подвижных единиц, связанных с задержками на пересечениях маршрутов ;

Эсн - расходы на снегоборьбу ;

ЭС0Л- расходы по содержанию и амортизации земляного полотна, верхнего строения станционных и главных путей, стрелочных переводов, контактной сети (при электротяге), путепроводов, переездов, устройств автоматики и сигнализации и других постоянных устройств в горловине ;

Эпи - дополнительные расходы, вызываемые повышенным износом рельсов и ходовых частей подвижного состава в кривых.

Основные выводы

1. Анализ технического оснащения и технологии работы большинства железнодорожных станций сети МПС показывает, что многие горловит ны имеют несовершенную конструкцию, ограничивают пропускную и перерабатывающую способности станционных устройств. Поэтому методы расчета горловин, теоретические исследования вопросов разработки конструкции, существующая методика расчета пропускной способности требуют дальнейшего развития.

В связи с интенсивным внедрением средств вычислительной техники в процесс проектирования и создании основ САПР, актуальной проблемой является форлализация процесса разработки конструкции горловины на ЭВМ, решение которой позволяет значительно сократить сроки производства проектно-изыскательских работ, повысить их эффективность.

2. В диссертации на основе исследования проблем конструирова-

ния горловин, предложен принцип их систематизации, уточнены основные понятия, разработана система моделей, критериев и показателей, позволяющая осуществлять комплексную оптимизацию параметров горловины. На основании массовых испытаний на ЭВМ моделей конструкций гсрловин в различных режимах эксплуатации, по разработанной в диссертации программе установлено, что в качестве основных технических параметров целесообразно использовать:

- коэффициент маневренности, характеризующий фактическое количество всевозможных маршрутов. Исследования показывают,что этот показатель является достаточно устойчив и не зависит от количества парковых путей, включаемых в одну секцию ;

-коэффициент параллельности, равный средневзвешенному числу возможных одновременных передвижений. Степень снижения количества враждебных пересечений в горловине зависит только от глубины прокладки параллельного хода ;

-количество конфликтных точек. Исследованы закономерности их образования, установлены аналитические зависимости для определения их числа и степени загрузки ;

-число связей и доступность подходов. Доступность подходов является наиболее полной технической характеристикой и открывает принципиально новые возможности для оценки качества горловин,особенно в режиме проектирования на ЭВМ.

3.Важным направлением совершенствования методики расчета и проектирования горловин является разработанные в диссертации принципы оптимизации прокладки основного хода, выбора взаимного расположения параллельных ходов, секционирования парковых путей. Установлено, что длина горловины и протяженность соединительных путей и вставок существенно зависит от взаимного расположения параллельных ходов. Абсолютные размеры колебаний этих величин при четырех параллельных ходах соответственно составляют 150 м и 1200 м. Наименьшую длину полурейса обеспечивает прокладка параллельных ходов в последовательности ...3,1, 2, 4 ... или ...4, 2,1,3 .,., а минимальная протяженность соединительных путей и- вставок достигается при комбинации I, 2, 3, 4 ...

4, Расчет уровня загрузки горловины целесообразно вести по разработанной в диссертации методике, которая в отличие от рекомендаций изложенных в инструктивных указаниях позволяет учесть колебания транспортных процессов, особенности пространственного расположения маршрутов движения и другие факторы.

Горловины следует рассматривать как динамическую систему взаи-

модействующих маршрутов, поэтому ее пропускную способность предлагается выражать вектором или матрицей, каждый элемент которой соответствует пропускной способности отдельно взятого маршрута. Этот метод позволяет повысить точность расчетов не менее чем на 20 %.

5. Для определения количества задержек поездов в сложных горловинах целесообразно использовать метод статистического моделирования, реализованный в программе для ЭВМ ЕС. 1020. Отличительной особенностью этой программы является наличие в ней блоков планирования подвода потоков требований и возможность ввода в модель графика различных возмущающих факторов.

На основании обработки данных моделирования установлены эмпирические зависимости числа и продолжительности задержек, учитывающие структурные характеристики транспортных потоков, колебания технологических параметров, надежность работы технических средств и степень выполнения графика движения, использование которых позволяет повысить уровень технико-экономического обоснования параметров горловин, этапность его усиления, более рационально и целенаправле-но использовать выделяемые ресурсы на развитие станции.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Дзюба U.C. К расчету пропускной способности узла // Совершенствование методов решения задач в автоматизированных системах управления железнодорожного транспорта: Труды ЕШЩТа, вып. 153. -Гомель, 1976. - С. 62-72.

2. Дзюба И.С. Технико-экономические предпосылки расчета горловин // Проблемы перспективного развития железнодорожных станций и узлов: Межвузовский сб.научн.статей. - Гомель, I9U0. - С. 65-69,

3. Дзюба U.C. Расчет пропускной способности горловин // Проблемы перспективно го развития желеэнсдоро. них станций и узлов: Межвузовский сб.научн.статей. - Гомель, I9U0. - С. 60-65.

4. Дзюба И.С. Расчет загрузки маршрутов в горловине для различных категорий передви ений // Вопросы развития железнодорожных станций и узлов: Межвузовский сб.научн.статей. - Гомель, 1981. -С. 59-61. .

5. Дзюба И.С. Определение задержек подвижного состава в конфликтных точках с учетом неравномерности движения // Проблемы перспективного развития железнодорожных станций и узлов: Межвузовский сб.научн.статей. - Гомель, ISB4. - С. 47-52.

6. Дзюба И. С. Влияние колебаний времени занятия горловины на ее пропускную способносгь//Г1роблемы проектирования станции н узлов: Межвузовски/! сб. научн. статей. — Гомель, 1984. — С. 43—53.

7. Дзюба И. С. Общие принципы построения п расчет основных показателен горловин станшш/Псрспектнпы развития Белорусской железной дороги: Тез. докл. XV научн.-техн. коиф. кафедр БИИЖТа и ДорНТО Бел. ж. д. — Гомель, 1980.— С. 71—72.

Дзюба Илья Самуилович

Выбор параметров и структуры станционных горловин

05.22.08 — Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации и блокировки)

Подписано :: печать 11.12.89 г. АЗ 50501.

Формат бумаги 60х84'/1б- Объем 1,0 п. л. Зак. Л? 39-16.

Тираж 100 экз. Бесплатно.

Ротапринт типографии БелПИЖТа, 210022, г. Гомель, \'Л. Кирова, 31,