Технические науки/Транспорт

Магистрант Омаров А.Б.

Казахская академия транспорт и коммуникаций им. М. Тынышпаева, Казахстан

Способы и схемы этапного усиления мощности линии Алматы - Шымкент

Железнодорожное направление Алматы - Шымкент является частью главной магистрали, обеспечивающей экономические связи Республик Средней Азии и Казахстана с районами Российской Федерации и Европейской частью страны. В настоящее время из общего направления, часть линии является двухпутной. В результате анализа технического состояния направления установлено, что элементы плана и профиля в основном не оказывают отрицательного влияния на повышение массы поезда, его скорости в целом на увеличение провозной способности, за исключением отдельных перегонов с максимальными уклонами 13-15 ‰ , на которых вождение тяжеловесных поездов возможно лишь при использовании толкачей. Поэтому для увеличения массы поезда и его скорости с целью повышения провозной способности железнодорожного направления экономически целесообразно уже в настоящее время строительство вторых путей на отдельных ограничивающих перегонах с постепенным удлинением существующих приемо-отправочных путей с 850 до 1050м и строительства дополнительных станционных путей на отдельных станциях общей длиной 18,9 км и разъездах общей длиной 6.1 км, а также развитие станций. Эти мероприятия позволяют обеспечить вождение поездов повышенной массы. Постепенная замена локомотивов на более мощные 3ТЭIОМ будут способствовать увеличению массы поезда с одновременным повышением средней технической скорости и снижением удельного расхода топлива.

Экономически целесообразно строительство сплошных вторых путей с одновременным закрытием ряда разъездов и переход на использование локомотива ВЛ 80.

Рассмотрим пути увеличения пропускной и провозной способности направления. Развитие пропускной способности линии предопределяет необходимость суммарных затрат [1], распределенных во времени и пространстве и зависящих от ее параметров.

П_с∑_с= _i(L) _t+ _t (1)

где П_с- суммарные приведенные затраты;

K_i- капитальные затраты;

Э(L, t) - эксплуатационные расходы;

L = (l_1,l₂,…,l_i,…,l_n) ; T = (t_1,t_2,...,t_i,…,t_n)

- коэффициент отдаления затрат;

L, T - параметры линии

В оптимальном варианте затраты (1) должны быть минимальными:

П_c^min=min _i(L) _{t+ t}} (2)

Условие: Г _n=Г_Ні(L,t_i); i=1,2…,n

Оптимальные параметры и сроки, соответствующие минимальным затратам (l₁,....,l_i,…,l_n; t₀^*,t₁^*,…t_i^*,…,t_n-1^*) ~ Π_c^min.

Чтобы превратить представленную в общем виде экономическую модель (2) в расчетную и выбрать способ ее оптимизации, необходимо установить зависимость пропускной способности и перевозочных затрат от показателей технического оснащения линии, а также раскрыть взаимосвязь последних и влияние их на эффективность способов усиления линии в различных условиях.

Техническое оснащение линии - это вид тяги, тип и мощность локомотива, устройства СЦБ и связи, путевое развитие и полезная длина приемо-отправочных путей, структура вагонного парка и мощность верхнего строения пути. Исходя из существующего оснащения рассмотрим способы и схемы этапного усиления мощности направления. Линия однопутная, неэлектрифицированная, с автоматической блокировкой (ОА). Возможные схемы:

ОА- У – Э – В – Д; ОА – У – В – Э – Д; ОА – У – В – Д – Э,

где У – удлинение станционных путей; Э – электрификация;

В – строительство двухпутных вставок; Д – вторые пути.

Параметры, соответствующие способам усиления пропускной способности линии приведены в таблице 1.

Таблица1

Способ	Параметр	Условное обозначение парамметров.
Автоблокировка (А)	Однопутная линия интервал попутного слевания, мин	J
Удлинение путей (У)	Коэффициент пакетности длина путей, м	Ln
Сооружение двухпутных вставок (В)	Расстояние между центрами вставок, км двухпутные линии	lср
Удлинение путей (В)	Длина путей, м	ly
Автоблокировка и сокращение интервала	Минималный интервал между поездами в пакете	J
Электрификация однопутных и двухпутных линий (Э)	Скорость на расчетном подъеме,км/ч	Vp^э

Π = K_i(l_i)ŋ_i+ (l_1,t)ŋ_t], (3)

где =1,2,... п - порядковый номер мероприятия в схеме;

l_i = (l₁,l₂ ..,l_i )- вектор значений параметров, изменяемых на этапах от первого до i ;

t_i-1 и t_i сроки окончания этапов развития и эксплуатации линии.

K_i=K_i(l₁,l₂…,l_i)

_i= _i(l₁,l₂…,l_it) (4)

Суммируя затраты и приведя к общему сроку необходимо установить их зависимости от сроков эксплуатации линии от начального момента до момента изменения каждого параметра.

t_i=t_i(l₁…,l_i) (5)

Задача заключается в том, чтобы установить зависимость капитальных вложений, эксплуатационных расходов и сроков окончания каждого из этапов от параметров, характеризующих состояние линии [2].

Так, при развитии линии по схеме ОА – У – В – Д – Э для этапа В необходимо установить следующие зависимости:

K_B = K_B (l_cp,l_y, v_p^эα_n,J,l_y) (6)

Э_B = Э_B(l_cp, l_y, v_p^эα_n,J,l_y,t) (7)

t_B = t_B(l_cp,l_y, v_p^эα_n,J,l_y) (8)

Конкретизация этих зависимостей и их расчет формулы, показывают пути возможных способов усиления пропускной способности, следовательно и провозной способности.

Провозная способность железных дорог в значительной степени зависит от массы и скорости движения поездов. Поэтому повышение массы поезда должно стать одним из основных и решающих факторов повышения провозной способности железнодорожных линий, для чего необходимо усилить техническое оснащение железных дорог, совершенствовать технологию перевозочного процесса и в полной мере использовать резервы. Повышение провозной способности - задача комплексная, зависящая от многих факторов. Повышения массы и длины поезда сдерживается из-за недостаточной длины станционных путей, недостаточной мощности существующих локомотивов, несвоевременного ремонта локомотивного парка, вагонов и пути. Одним из резервов повышения фактической массы поезда может служить приближение графиковой массы к критической ее норме. Увеличение грузоподъемности эксплуатируемых вагонов позволит в значительной степени повысить среднюю массу поезда. Средняя масса поезда также может быть повышена не менее чем на 30%, за счет более полного использования габаритного пространства, которое в настоящее время используется лишь на 60-90%.

Выводы: Анализ технического оснащения железнодорожного направления, расчет приведенных расходов для схем ОА- У – Э – В – Д; ОА – У – В – Э – Д; ОА – У – В – Д – Э показал, что во всех случаях

мощность локомотивов не сдерживает повышение массы поезда, приведенные расходы имеют минимальное значение для первой схемы.

План и продольный профиль в основном также не оказывают отрицательного влияния на увеличение массы поезда.

Литература:

1. Изыскания и проектирование железных дорог: Учебник для вузов/ И.В. Турбин, А.В. Гавриленков, И.И. Кантор и др. // Под ред. И.В. Турбина. –М.: Транспорт, 1989, 479 с.

2. Луговой П.А., Цыпин Л.Г., Аукционек Р.А. Основы технико-экономических расчетов на железнодорожном транспорте.- М.:, Транспорт, 1973, 231с.