Краткий исторический обзор возникновения и развития железнодорожного транспорта в России и за рубежом 35 страница

11.2. План формирования поездов

План формирования поездов представляет собой план поездообразования на техничес­ких и грузовых станциях с оптимальным распределением сортировочной работы между ними. Оптимальный план формирования поездов обеспечивает эффективное использование гру­зовых вагонов и технической вооруженности станций. Различают междорожный (сетевой), разрабатываемый для основных и районных сортировочных станций, и внутридорожный план формирования поездов, составляемый для станций дороги с учетом особенности их работы и расположения.

В целях установления оптимального пути следования вагонов и рационального распре­деления сортировочной работы между станциями служит система организации вагонопото- ков. При разработке плана формирования поездов стремятся включить наибольшее число вагонов в маршруты, чтобы поезда следовали от станции погрузки до станции выгрузки без переформирования. Маршрутизация перевозок может осуществляться непосредственно со станций массовой погрузки, называемая отправительской маршрутизацией. Если загружен­ных отправителем вагонов недостаточно для целого состава, маршруты формируют из ваго­нов, загружаемых на нескольких станциях одного или двух участков, или несколькими от­правителями на одной станции. После выделения отправительских и ступенчатых маршру­тов из оставшегося вагонопотока формируют поезда других категорий: сквозные, проходя­щие без переработки не менее чем через одну техническую (сортировочную или участковую) станцию; участковые, следующие без переработки от одной технической станции до другой; сборные, состоящие из вагонов, следующих на промежуточные станции; передаточные — для доставки вагонов с одной станции узла на другую; вывозные — для вывоза групп ваго­нов с отдельных промежуточных станций участка железной дороги. Отдельно формируют грузовые ускоренные поезда, в которые включают вагоны с живностью, скоропортящимися и другими грузами, требующими быстрой доставки. При разработке плана формирования предусматривается составление поездов из порожних вагонов по отдельным родам подвиж­ного состава, например из крытых вагонов, полувагонов, цистерн, платформ.

В целом план формирования поездов должен обеспечивать наименьшее время следо­вания вагона от станции погрузки до станции выгрузки, включая простои под накоплени­ем на технических станциях. Причем, продолжительность под накоплением существенно зависит от мощности вагонопотока данного назначения. Следовательно, для любого же­лезнодорожного направления, включающего несколько сортировочных станций, может быть два крайних варианта: формирование каждой станцией либо только участковых по­ездов, либо только сквозных. Оптимальный вариант при этом представляет собой рацио­нальное сочетание участковых и сквозных поездов, получаемое сложными комбинатор­ными расчетами с использованием ЭВМ. Расчетное направление может включать до 275 станций, а в перспективе может быть доведено до 512.

Выполнение плана формирования поездов учитывают на станциях. Данные учета сооб­щают в отделения дороги и службу движения дороги. На работников технической конторы возложена проверка соответствия составов прибывающих поездов плану формирования. Конт­роль выполнения плана формирования в отделениях и управлениях дорог осуществляется по фактически выполненным вагонопотокам, направлению их кружности, а также нарушению плана формирования поездов. Из-за неравномерности движения поездов размеры вагонопо- токов отклоняются от расчетных, принятых в плане формирования, так как станции не всегда могут их переработать. Вследствие этого на срок, обусловленный такими причинами, порядок направления вагонопотоков и план формирования поездов корректируют: сетевой — МПС, внутридорожный — руководство дороги, местных вагонопотоков — руководство отделения дороги. О всех изменениях плана формирования поездов начальники службы движения и от­делений дорог сообщают в Департамент движения МПС России.

11.3. График движения поездов

Г рафик движения поездов является основой организации движения поездов. Он пред­ставляет собой графическое изображение следования поездов на масштабной сетке, на которой движение поездов изображаются прямыми наклонными линиями (линиями хода поездов). Горизонтальными линиями на графике обозначены оси раздельных пунктов. Весь суточный период разделен жирными вертикальными линиями на часовые периоды (от 0 до 24 ч), штриховыми — на получасовые и тонкими — на десятиминутные интерва­лы. На графике указывают время прибытия, отправления и проследования поезда через каждый раздельный пункт. Его проставляют всегда в тупом углу, образуемом линией хода поезда и осью раздельного пункта. Если поезд следует через раздельный пункт безо­становочно, то время проследования ставится в тупом углу по отправлению.

Графики движения поездов различают:

— в зависимости от соотношения скоростей движения разных поездов по одному и тому же перегону — параллельные и непараллельные. В параллельных графиках поезда имеют одинаковую скорость и линии их хода на данном перегоне параллельны, а в непа­раллельных графиках линии хода поездов — с разными скоростями;

— по числу главных путей на перегонах участка — однопутные, двухпутные и мно­гопутные. При однопутных графиках скрещение поездов между собой и обгоны одних поездов другими производятся на раздельных пунктах с путевым развитием. Характер­ной особенностью двухпутных графиков является специализация каждого главного пути на движение только в одном направлении, в связи с чем скрещения поездов могут произ­водиться не только на раздельных пунктах, но и на перегонах, а обгоны производятся на раздельных пунктах, имеющих обгонные пункты. На многопутных участках, как прави­ло, сочетаются двухпутный и однопутный графики при трех главных путях или двухпут­ные графики при четырех главных путях;

— в зависимости от соотношения размеров движения в четном и нечетном направле­ниях — парные и непарные. В парных графиках — число поездов в обоих направлениях одинаково, в непарных -— число поездов по направлениям различно;

— в зависимости от расположения попутных поездов — пачечные и пакетные или ча­стичнопакетные. Пачечным называется график, на котором попутные поезда отправляют­ся с разграничением их межстанционными перегонами. Пакетным называется график, на котором попутные поезда разграничены сигналами автоблокировки или блок-постами (на межстанционном перегоне одновременно может находиться несколько поездов). Отноше­ние числа поездов, прокладываемых на графике пакетами, к общему числу поездов назы­вается коэффициентом пакетности;

— по времени занятия перегона участка парой поездов противоположного направле­ния на однопутных и поездом данного направления на двухпутных линиях — идентичные и неидентичные. При одинаковых на всех перегонах времени график называется идентич­ным, при разном — неидентичным, характеризующийся, так называемым, коэффициен­том неидентичности;

— по заполнению пропускной способности участка — максимальные, на которых число поездов соответствует пропускной способности участка, и немаксимальные — при невы­полнении этого условия.

При составлении графика могут включаться одновременно несколько признаков, что для примера показано на рис. 11.1.

_т„о 1 2 з

Ч

Рис. 11.1. Признаки графиков движения поездов: а — однопутный параллельный парный пакетный; б — двухпутный непараллельный пачечный

Обеспечение безопасности движения поездов, безопасности пассажиров и обслужи­вающего персонала достигается соблюдением элементов графика, регламентирующих скорости движения поездов по перегонам и станциям, порядок и продолжительность выполнения операций по приему, отправлению и проследованию поездов по станциям. К элементам графика относятся: перегонные времена хода поездов; станционные интер­валы; интервалы между поездами в пакете; технологические нормы стоянок поездов на станциях; нормы нахождения локомотивов на станциях основного и оборотного депо.

Графики движения поездов строятся на основе прогрессивных норм эксплуатационной работы железных дорог, наиболее производительного использования новых технических средств, обобщения опыта работы. Графики движения поездов составляют ежегодно с зим­ним и летним вариантами одновременно для всей сети железных дорог. Исходными данны­ми для составления графика служат размеры движения, нормы массы и длины составов по каждому участку и категориям поездов, элементы графика, принятая система организации развоза местного груза, «окна» в движении для выполнения ремонтно-строительных работ. Каждой дороге задаются основные качественные нормативы графика: техническая, участко­вая и маршрутная скорости и среднесуточный пробег локомотивов, которые должны быть обеспечены при составлении графика. Линии хода поездов на графике прокладывают по категориям в определенной последовательности. Согласно предварительно разработанной схеме прокладывают линии хода пассажирских поездов, затем ускоренных и грузовых. Для местных поездов (сборных и вывозных) линии хода прокладывают на основе предваритель­но составленной схемы их обращения. Размеры грузового движения в графиках предусмат­ривают на уровне 1,25—1,3 среднесуточных за год.

Фрагмент графика движения поездов приведен на рис. 11.2.

На основе графика движения поездов организуется поездная работа, которая включает оперативное планирование и диспетчерское руководство. По диспетчерским графикам ис­полненного движения ведется учет и анализ выполнения графика движения поездов. Реали­зация графика позволяет полностью освоить грузовые и пассажирские перевозки и наиболее эффективно использовать пропускную и провозную способности участков железных дорог.

Движение поездов строго по графику обеспечивается правильной организацией эк­сплуатационной деятельности и точным выполнением технологического процесса рабо­ты станций, вагонных и локомотивных депо, тяговых подстанций, пунктов технического обслуживания вагонов и локомотивов и других подразделений железных дорог. Наивы­годнейшее использование подвижного состава обеспечивается в графике высокими ско­ростями движения поездов и минимальными стоянками их для технического и коммер­ческого обслуживания, а также реализацией повышенных норм массы и длины составов при наилучшем использовании мощностей локомотивов. Существенный эффюкт дости­гается за счет формирования поездов из большегрузных восьмиосных вагонов, а также из вагонов при максимальном использовании грузоподъемности и вместимости.

11.4. Провозная и пропускная способность железных дорог

Провозная способность железнодорожной линии определяется возможностью выпол­нения объемов перевозок в миллионах тонн грузов по ней в течение года. Провозная способ­ность прямо пропорциональна пропускной способности участка и массе составов поездов, а также существенно зависит от конструктивных схем и параметров вагонов. Провозная спо­собность увеличивается с понижением коэффициента тары вагонов, улучшением использо­вания их грузоподъемности.

Важным резервом увеличения провозной способности линий является увеличение массы поездов за счет применения большегрузных восьмиосных конструкций, а также рациональ­ного использования расширенных габаритов подвижного состава при создании новых ва­гонов. Применение восьмиосных полувагонов и цистерн по сравнению с четырехосными позволяет при одной и той же длине состава увеличить массу (вес) поезда на 25—40 %, а при габаритах Т и Т_ц — на 50—60 % без дорогостоящей реконструкции линий—удлине­ния станционных путей. Расчеты ВНИИЖТа показывают, что массовое применение вось­миосных полувагонов и цистерн габаритов Т и Т_ц позволяет увеличить провозную спо­собность железных дорог на 18 %. При заданных размерах грузопотока внедрение таких вагонов может привести к сокращению количества поездов на 8 %, снизить себестоимость перевозок, а следовательно, сократить сроки окупаемости капитальных вложений в строи­тельство восьмиосных вагонов.

Восьмиосные полувагоны и цистерны прошли 20 различных видов испытаний, при­няты Государственными межведомственными комиссиями для серийного производства, проверены длительной эксплуатацией. При организации массового производства вось­миосных вагонов следует повысить прочность некоторых частей, выявленных при эксп­луатационных испытаниях. Поэтому эффективным резервом повышения провозной спо­собности железных дорог при минимальных затратах средств народного хозяйства на их реконструкцию является строительство новых вагонов, особенно восьмиосных, с учетом рационального использования расширенных габаритов подвижного состава и усовер­шенствованных конструктивных схем.

Пропускная способность рассматривается отдельно для участка железной дороги и для раздельного пункта (станции). В первом случае пропускная способность представляет собой размер движения поездов (пар поездов), который может быть обеспечен за единицу времени (сутки, час) в зависимости от технической оснащенности железнодорожного участка и спосо­ба организации движения поездов. Различают: наличную пропускную способность, которая определяется с учетом времени для технологических «окон» и коэффициента надежности тех­нических устройств; ожидаемую, определяемую при планируемом техническом оснащении;

потребную, необходимую для перспективных грузовых и пассажирских потоков; резуль­тативную, полученную на основе данных о пропускной способности отдельных устройств. Результативная пропускная способность устанавливается по ограничивающему перегону, станционным присмо-отправочным путям и стрелочным горловинам, устройствам элект­роснабжения электрифицированных линий, деповским и экипировочным устройствам ло­комотивного хозяйства, устройствам водоснабжения.

Пропускная способность станции определяется наибольшим числом грузовых и задан­ным числом пассажирских поездов, которые могут быть пропущены станцией за сутки по всем примыкающим направлениям при полном использовании технических средств. Про­пускная способность устройств энергоснабжения электрифицированных линий зависит от мощности тяговых подстанций, нагрева проводов контактной сети, напряжения на токоп­риемнике электроподвижного состава и весовых норм поездов. Пропускная способность де­повских и экипировочных устройств рассчитывается исходя из их производительности, тех­нических норм пробега локомотивов между ремонтами и экипировкой, продолжительности ремонта и технического обслуживания, снабжения песком и топливом. Пропускная способ­ность устройств водоснабжения рассчитывается для станций, на которых имеются локомо­тивные и вагонные депо, пункты технического обслуживания, подготовки и экипировки ва­гонов, промывочно-пропарочные предприятия и дезинфекционно-промывочные станции, ремонтные заводы и прочие организации с учетом хозяйственно-бытовых потребностей.

На пропускную способность станций существенно влияет их перерабатывающая спо­собность, представляющая собой обработку наиболее вероятного числа поездов (вагонов) за сутки при передовой технологии и близком к оптимальному использованию путевого развития и технического оснащения. Перерабатывающая способность станций определя­ется для сортировочных горок и вытяжных путей. Перерабатывающая способность горки определяется исходя из того, что она предназначена для расформирования одних составов и одновременного формирования других в процессе роспуска. При этом работа по окон­чании формирования составов в сортировочных комплексах с сортировочными горками повышенной, большой и средней мощности выполняются с двух сторон — на горке и на вытяжных путях выходной стрелочной горловины сортировочного парка.

На перерабатывающую способность сортировочной горки, кроме технических и техно­логических факторов, оказывают влияние параметры вагонов. Сортировка восьмиосных ва­гонов расширенных габаритов обеспечит повышение на 11—13,5 % перерабатывающей спо­собности сортировочных горок, выраженной в тоннах перевозимого груза. Кроме того, при­менение таких вагонов обеспечит увеличение перерабатывающей способности погрузочно- разгрузочных фронтов (в тоннах погрузки и выгрузки груза), а за счет относительного умень­шения количества подач и, следовательно, сокращения затрат времени на производство ма­невров будет повышаться производительность машин и механизмов.

11.5. Системы управления движением поездов

Управление движением поездов осуществляется диспетчерской централизацией (ДЦ), обслуживающей железнодорожные линии протяженностью до сотни км, оборудованных устройствами электрической централизации на станциях и автоматической блокировкой на перегонах. ДЦ осуществляется диспетчером из одного пункта управления с помощью устройств телеуправления (ТУ) и телесигнализации (ТС). В результате обеспечивается уп­равление стрелками и сигналами нескольких станций и перегонов, а также осуществляется контроль положения стрелок на всех станциях и других контролируемых пунктах, занято­сти стрелок и перегонов, станционных путей и прилегающих к ним блок-участков. Эта информация, а также показания входных и выходных светофоров дублируется аппарату­рой управления на пульте диспетчера. ДЦ способствует повышению безопасности дви­жения, позволяет обеспечить максимальное использование пропускной способности участков, дает возможность четко организовать движение поездов по графику.

Для осуществления диспетчерской централиза­ции на станциях и участках, находящихся в ведении одного диспетчера, его рабочее место оборудовано световым пультом-табло (рис. 11.3), на котором ото­бражается состояние контролируемых объектов. В рас­поряжении диспетчера находятся устройства телеуп­равления для ввода команд.

На крупных железнодорожных станциях приме­няются пульты-манипуляторы, имеющие два рабочих места и состоящие из центральной секции и располо­женных симметрично относительно нее секций с при­борами управления, соответствующими четной и не- ^Рис- П-3. Пульт-табло диспетчерской

т-г ~ централизации для малых железно-

четной горловинам станции. Применяются пульт-таб- дорожных станций

ло и пульт-манипулятор с выносным световым таб­ло. Контролируемые объекты также оборудованы аппаратурой для приема сигналов телеуправления, преобразования сигналов и выдачи команд для исполнения в уст­ройства электрической сигнализации.

В технических средствах диспетчерской сигнализации используются элементы вычис­лительной техники, усовершенствованные средства передачи данных и аппаратуры кана­лов связи широкого применения. Создаются системы слежения за движением поездов с контролем и отображением их номеров. При этом решаются и другие задачи: регистрация графика исполненного движения, автоматическая установка поездных маршрутов, опове­щение пассажиров о подходе поездов, контроль выполнения графика движения на более высоких уровнях управления, автоматическое задание тяговых режимов локомотивам с учетом условий движения поездов.

Вся оперативная работа по непосредственному управлению движением поездов на уча­стках или направлениях и маневровой работой на станциях сосредоточена в руках одного ответственного работника — диспетчера, который, имея постоянную связь с объектами управления своей зоны, непрерывно следит за их состоянием и управляет перевозочным процессом, используя специальные средства управления и давая указания соответствую­щим работникам. Диспетчерское управление охватывает все уровни управления перевоз­ками: станционный, отделенческий, дорожный и сетевой (рис. 11.4).

Ведущее место в системе оперативного диспетчерского управления занимает поезд­ной диспетчер (ДНЦ), являющийся единоличным руководителем движения поездов на же­лезнодорожном участке. Помимо поездного диспетчера в диспетчерскую смену входят ло­комотивный диспетчер, энергодиспетчер, иногда диспетчер-вагонораспорядитель, узло­вой диспетчер и др. Смену возглавляет дежурный по отделению, который координирует действия всех диспетчеров.

Автоматизированные системы управления движением поездов (АСУДП) включают технические, технологические и организационные средства, позволяющие обеспечить по­вышение уровня диспетчерского руководства движением на участках и направлениях же­лезных дорог. Их применение дает возможность обеспечивать устойчивое и точное выпол­нение графика движения, повышение использования пропускной способности участков и направлений, перерабатывающей способности станций, увеличение производительности труда поездных диспетчеров, локомотивных бригад, дежурных по станциям. В состав АСУДП (рис. 11.5) входят системы автоматического ведения поездов (САВП), интерваль­ного регулирования движения поездов (ИРДП), диспетчерского управления.

Централизованная система автоведения поездов (ЦСАП), представляющая собой комплекс технических средств, обеспечивает автоматическое управление движением по­ездов на линии (для метрополитенов) и направлении (для магистральных железных дорог).

Рис. 11.4. Структура системы оперативного диспетчерского управления движением

Рис. 11.5. Структурная схема системы автоматизированного управления движением поездов: АЦПУ — автоматическое цифровое печатающее устройство; УВМ — универсальная вычислительная машина; ДЦ — устройство диспетчерской централизации; ЭЦ — устройства электрической централизации; САУТ — система автоматического управления торможением

ЦСАП получает данные о параметрах движения всех поездов на линии и вырабатывает ко­манду управления каждому поезду в соответствии с полученной информацией и требуемой программой движения. Система обеспечивает выполнение с заданной точностью графика движения поездов, экономию расходов энергии на тягу поездов при заданных временах хода по перегону, построение в реальном масштабе времени нового графика движения и его реа­лизацию при некомпенсируемых возмущениях. Входной информацией системы является время прибытия и отправления поездов со станций и (или) время прохождения контрольных то­чек. Выходной информацией служат вычисленные времена хода поезда по перегонам и дли­тельности стоянок. Управление торможением обеспечивает прицельную остановку поезда у платформы, выполняет функции систем безопасности.

Техническими средствами централизованной системы автоматического ведения поез­дов являются центральный пост управления, станционные, напольные и поездные устрой­ства. На линиях метрополитена используют вычислительные комплексы и микроЭВМ, обес­печивающие также техническую диагностику и контроль параметров движения поезда.

Для магистральных линий отечественных железных дорог со смешанным движением разра­ботана и прошла испытание комплексная система автоматического управления движением поез­дов (КСАУДП), которая наиболее полно выполняет основные функции эксплуатационной дея­тельности железных дорог. Система имеет трехуровневую иерархическую структуру, на нижнем уровне которой осуществляется автоматический сбор информации о местонахождении всех по­ездов, локомотивов, групп вагонов, о положении стрелок и сигналов. Эта информация с помо­щью устройств второго (станционного) уровня передается в центр управления диспетчерским кругом (третий уровень). Из центра управления информация станционными устройствами пере­дается на станции и локомотивы для реализации выработанных команд. Конечным этапом уп­равления является исполнение команд аппаратурой, установленной на локомотиве. Станцион­ные устройства имеют возможность контролировать заданное время хода по перегону, отобра­жать номера поездов на экранах дисплеев, автоматически вести учет прибытия и отправления поездов и выполнение ряда других функций, определяющихся классом станций. На третьем уровне осуществляется отображение движения поездов на табло и экране дисплея в реальном масштабе времени с указанием их номеров, отклонений от графика, выдается в канал телеуправления ко­мандная информация на станции и локомотивы, ведется исполненный график движения поез­дов, прогнозируется и выдается диспетчеру информация справочного характера.

11.6. Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных операций

Комплексная система механизации и автоматизации трудоемких погрузочно-разгру­зочных работ является важнейшим средством увеличения производительности труда и ус­корения оборота вагонов, повышения пропускной способности фронтов погрузки и раз­грузки подвижного состава. Железнодорожный транспорт выполняет перевозку большо­го разнообразия грузов, включающих в себя наливные, насыпные и навалочные, машины и механизмы, прокат и лесоматериалы, контейнерные и пакетные, негабаритные и тяжело­весные, а также целый ряд огнеопасных, взрывоопасных и ядовитых грузов и т.д. Погру­зочно-разгрузочные операции заключаются в загрузке и разгрузке подвижного состава (вагонов, автомобилей, судов), перегрузке из одного его вида в другой, сортировку, пере­кладку и перемещение грузов на складах и др.

Для выполнения грузовых операций и сохранности грузов железные дороги располагают комплексом устройств и сооружений, состоящих из крытых складов, контейнерных и навалоч­ных площадок, весового хозяйства и др. В целях облегчения погрузочно-разгрузочных работ, сокращения времени простоя вагонов под грузовыми операциями и улучшения условий труда применяют типовые схемы комплексной механизации переработки грузов (рис. 11.6).

Комплексная механизация создает условия для организации автоматизированной пере­работки грузов. При этом может быть применена частичная автоматизация, при которой только отдельные (главным образом основные) грузовые операции автоматизированы.

Для осуществления механизации и автоматизации грузовых операций на железнодо­рожном транспорте применяют различные подъемно-транспортные, погрузочно-разгру­зочные машины и оборудование, в зависимости от полноты использования которых в вы­полнении конкретных операций различают механизированную, комплексно-механизиро­ванную и автоматизированную грузопереработку. Показателями оценки механизации ра­бот являются уровень и степень механизации. Уровень механизации определяется как от­ношение объема работ, выполненных механизированным способом, ко всему объему по­грузочно-разгрузочных работ (в %), степень механизации — как отношение трудовых зат­рат при механизации к общим трудовым затратам на весь объем работы (в %).