Поезда повышенной длины и массы

Стандарты длин станционных путей (850, 1050, 1250 м) были установлены с началом реконструкции транспорта на основе перехода от паровозной тяги к электрической и тепловозной. В начале восьмидесятых годов ВНИИЖТом на основе тягово-технических испытаний на наших и зарубежных железных дорогах разработаны варианты схем формирования длинносоставных, тяжеловесных и соединенных поездов (табл. 32.1).

Таблица 32.1 – Возможные схемы формирования поездов

Схемы формирования	Масса поезда, тыс. т	Длина поезда, оси	Максимально допустимый уклон, ‰	Допустимая скорость следования, км/ч
ЛСС (ОТМ) ЛСЛС ЛССЛ (ОТМ) ЛССЛС (ОТМ) ЛСС (порожние, ОТМ) ЛСЛСЛС (не более 3)	6 – 8 6 – 12 6 – 10 6 – 16 – –	До 400 От 400 до 520 От 400 до 520 От 520 до 780 До 480 Фактически	Без ограничений	Установленная Установленная
Примечание. Л – локомотив или сцеп локомотивов; С – состав поезда; ОТМ – объединенная тормозная магистраль.

Исследования, выполненные в МИИТе и ВНИИЖТе в 1984-1986 гг., позволили установить широкие возможности интенсификации поездной работы грузонапряженных направлений на основе перехода к групповому способу вождения и пропуска поездов. При определении принципов использования этих возможностей термин «соединенный поезд» и «поезд специального формирования» были заменены общим термином «блок-поезд». Блок-поезд включает два и более состава стандартной длины или установленной массы с расположенными между ними локомотивами по схемам формирования: ЛСС, ЛССЛ, ЛСЛС, ЛССЛС и др. В отличие от соединенных поездов в блок-поездах высвобождаются бригады и локомотивы.

Так как на всяком направлении масса поездов, формируемых по длине путей, варьируется в широком диапазоне от минимальных значений до максимальных, при объединении двух или трех составов в один поезд какая-то часть блок-поездов может быть обеспечена тягой одного или двух локомотивов (вместо двух и трех соответственно). Высвобождение бригад возможно в большей, чем локомотивов, доле, так как мощности локомотивов (секций) могут перераспределяться и дополняться по их группам, расположенным между составами блок-поезда. С созданием в перспективе устойчиво работающих систем дистанционного управления локомотивами (например СМЕТ-радио) доля высвобождаемых бригад в блок-поездах будет увеличиваться.

Рациональные схемы формирования блок-поездов по критерию наибольшего высвобождения бригад и локомотивов в поездной работе устанавливаются при решении задач анализа организации и преобразования поездопотоков. При этом выполняются следующие расчеты.

На основе исходного распределения одинарных составов стандартной длины по массе получают распределение по суммарной массе двойных составов:

,

где распределение одинарных поездов по массе (исходное распределение, рис. 32.7, а); знак композиции двух случайных величин; распределение двойных поездов по их суммарной массе (рис. 32.7, б).

Рисунок 32.7 – Распределение поездов по массе на направлении Западно-Казахстанской железной дороги (тепловозная тяга):

а – исходный одинарный поток; б – двойные составы по суммарной массе;

в – по суммарной массе тройных составов

Как видно из рис. 32.7, б поток двойных составов состоит из двух частей. Левая (заштрихованная) часть ограничена суммарной массой, осваиваемой одним локомотивом в соответствии с его тяговыми возможностями.

Доля двойных составов составляет

,

где доля двойных поездов, которые могут быть проведены одним локомотивом; доля двойных поездов весового разряда; i= 1.2,2.2, …, n 2– номера весовых разрядов; масса двойных поездов соответственно минимальной и критической для одного локомотива, т; ~ - символ соответствия номера разряда и массы поезда в данном разряде.

В этой части потока двойных поездов высвобождаются локомотивы и бригады.

В правой части, расположенной за пределом указанной границы, высвобождения бригад и локомотивов нет. Таким образом, в левой части потока происходит действительное повышение массы поезда, а в правой – уплотнение поездопотока.

Для определения доли высвобождаемых локомотивов и бригад при формировании блок-поездов по схеме ЛССЛС устанавливается распределение тройных составов по суммарной массе

где распределение тройных поездов по их суммарной массе, получаемое композицией двух распределений: одинарных и двойных поездов.

Полученное расчетом распределение приведено на рис. 32.7, в. В соответствии с этим распределением доля тройных поездов, обеспечиваемых тягой двух локомотивов, составляет

т. е. в рассматриваемом примере при объединении в поезд трех составов два локомотива обеспечивают тягой до 90% поездов.

Выбор схемы формирования блок-поездов по критерию наибольшего высвобождения бригад и локомотивов зависит от характера распределения одинарных составов по массе и резерва мощности локомотива, не используемой на массу в связи с ограничением составов длиной станционных путей. При электрической тяге, где возможно соединение локомотивов и их секций в блоки по системе СМЕТ, высвобождение бригад возможно в большей доле, чем локомотивов или их секций. При длине станционных путей 1050 м высвобождение локомотивов и бригад из-за ограничений по тормозной магистрали возможно только при формировании блок-поездов по схеме ЛССЛС.

В общем случае задача высвобождения бригад и локомотивов при технически возможных схемах формирования блок-поездов, заданном распределении составов по массе и принятой системе тягового обслуживания поездной работы имеет оптимизационный характер. Дело в том, что для повышения средней массы поезда в общем их потоке не обязательно соединять самые тяжелые поезда. Более того, образование блок-поездов из потока, освобожденного от наиболее тяжелых («усеченный» поток), может давать лучшие результаты по высвобождению бригад и локомотивов. Формирование блок-поездов из «усеченного» потока дает следующие преимущества в тяговом обеспечении поездной работы и выполнении условий на формирование поездов по техническим ограничениям:

· позволяет организовать работу локомотивов однотипными постоянными тяговыми блоками, секциями и их комбинациями;

· снижает пиковые нагрузки на систему электроснабжения поездов;

· увеличивает число блок-поездов (их долю в общем потоке) в рамках действующих технических ограничений на включение вагонов в блок-поезда.

При комплексном обеспечении вождения одинарных поездов и блок-поездов могут быть получены оптимальные решения. Максимальная доля высвобождаемых бригад и локомотивов при заданных исходных распределениях по массе одинарных поездов и блок-поездов (по к составов в поезде) определится по формуле

, (32.7)

где частный критерий оптимизации преобразования поездопотока – максимум доли высвобождения бригад и локомотивов; масса поезда, разделяющая поток на две части, отправляемые одинарными поездами и в блок-поездах, т; масса поездов соответственно одинарных установленной нормы, наибольшая для одинарных поездов, минимальная – для блок-поездов, т; число составов в блок-поезде; номер разрядов в распределениях, соответственно ;~ – знак соответствия номера разряда и массы поезда; распределение блок-поездов по суммарной массе получаемых из усеченного поездопотока.

Расчет по формуле (32.8) выполняется в следующем порядке:

определяется вариант с массой поезда (рис. 32.8, а), разделяющий исходный поток на две части – отправляемых в одинарном порядке (заштрихованная часть, т.е. поезда, имеющие массу в пределах: ) и объединяемых в блок-поезда по к составов в каждом: ;

устанавливается распределение одинарных поездов второй (левой) части по массе (рис. 32.8, б) по формуле

,

если

на основе распределения рассчитываются распределения по суммарной массе двойных и тройных составов и (в общем случае ) последовательным выполнением композиций распределений:

и (32.9)

Рисунок 32.8 – Распределение поездов по массе:

а – исходный одинарный поток; б – усеченный поток одинарных поездов;

в – тройные поезда из потока «б»

На рис. 32.8,6 показано распределение по суммарной массе тройных поездов, формируемых из потока (рис. 32.8,5), полученное на основе расчета композиций по формуле (32.9);

рассчитывается доля высвобождаемых бригад и локомотивов в данном варианте :

, (32.10)

Доля высвобождаемых локомотивов и бригад в приведенном примере ( = 4900 т) при распределениях, представленных на рис. 32.8, а и 32.8, в, составит

Более полное использование возможностей блок-поездов не только в увеличении массы, но и совершенствовании перевозочной процесса на железных дорога; реализуется при создании систем устойчивого их обращения на правлениях и разработки на это основе интенсивной технологи поездной работы.