Эффективность известных мероприятий по повышению пропускной и провозной способности станций

Эффективность известных мероприятий по повышению пропускной и провозной способности станций

поезд станция сортировочный горка Развитие общества, его производительных сил невозможно без хорошо функционирующей транспортной системы (транспортного комплекса), в состав которой входят железнодорожный, автомобильный, трубопроводный, воздушный, речной и морской виды транспорта, представляющие собой сложные многоотраслевые структуры. Именно на основе дальнейшего развития транспортной системы, сооружения новых и усовершенствования существующих станций, портов, аэродромов, создания новых технологий и систем управления с использованием современных средств электроники, ЭВМ различных классов, микропроцессорной техники, новых средств связи и передачи информации можно обеспечить высокую эффективность работы на всех видах транспорта.

Железнодорожный транспорт в общей транспортной системе занимает ведущее место: работает непрерывно в течение года и суток, осуществляя массовую перевозку топлива, металлов, леса, цемента, удобрений, зерна, продовольственных и многих других грузов всех отраслей народного хозяйства, обеспечивая нормальное функционирование производства, жизнедеятельность людей в городах и сельской местности. Железнодорожный транспорт участвует в различных фазах производственного процесса: в начальной, если перевозят сырье, исходные материалы, в средней, если перевозят комплектующее оборудование, и, наконец, в завершающей, если перевозят готовую продукцию потребителям.

Железнодорожный транспорт выполняет перевозки по всем видам грузов, по заказам и договорам с предприятиями, другими государствами. Сроки перевозок определяются требованиями производства и технологией выполнения транспортных процессов в соответствии с заранее разработанными графиками подачи (вывоза) маршрутов и отдельных групп вагонов на промышленные и агропромышленные предприятия.

Железнодорожный транспорт представляет собой в настоящее время огромную разветвленную сеть, имеющую сложные инженерные сооружения и технические средства. Железнодорожные линии соединяют все жизненно важные районы страны, что способствует их ускоренному развитию.

Все большее распространение получает технология непосредственно взаимодействия магистрального железнодорожного транспорта с крупными промышленными и агропромышленными комплексами. Такая технология взаимодействия магистрального и промышленного железнодорожного транспорта, отличающаяся высокой экономичностью для предприятий, применяется и во многих других отраслях народного хозяйства.

Развитие железнодорожного транспорта сейчас осуществляется на базе достижений научно-технической революции, широкого использования средств электроники, автоматики, микропроцессорной техники, использования ЭВМ различных классов в системах управления, обеспечения работоспособности подвижного состава, машин, механизмов, использования новых интенсивных технологий.

Густота сети наших железных дорог в сравнении с США и другими развитыми капиталистическими странами является невысокой: в 4 раза ниже, чем в США, и значительно ниже европейских стран и Японии. Это объясняется, прежде всего, огромными пространствами Казахстана, где транспортная железнодорожная сеть начинала развиваться в связи с промышленным освоением этих территорий.

Наряду со строительством новых линий важное значение имеет развитие существующих сооружений двухпутных и многопутных линий, удлинение приемо-отправочных путей, реконструкция станций, оборудование железнодорожных полигонов современными средствами регулирования движением поездов и управления.

Большое значение имеет дальнейшая электрификация железнодорожного транспорта в Казахстане. Электрифицированные линии в сравнении с линиями на тепловозной тяге обладают многими преимуществами: выше скорость движения поездов, экономичность эксплуатации за счет экономии нефтяного топлива, есть возможность обеспечения экологических требований и охраны окружающей среды.

Линии железных дорог Казахстана оборудуются системами автоблокировки (автоматического регулирования движения поездов по светофорам), диспетчерской централизации, когда из диспетчерского помещения выполняется приготовление маршрутов движения поездов и управление сигналами на промежуточных станциях. Системы автоблокировки, работающие на основе электрических рельсовых цепей в пределах блок-участка — расстояния между двумя попутными светофорами — являются массовыми средствами регулирования движения. Стрелочные переводы на станциях оборудуются специальными электроприводами для перевода стрелок со специальных постов управления движением поездов и маневровых составов. Системы автоблокировки, диспетчерской централизации на участках, электрической централизации стрелок и сигналов на станциях, современные средства связи образуют в совокупности технический комплекс автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта.

Железнодорожный транспортный комплекс является базисом, на котором основывается разработка прогрессивных технологий перевозочного процесса и новые системы управления. К нему относятся путевой комплекс, технические комплексы электрической и тепловозной тяги, обслуживания и ремонта вагонов, автоматики, телемеханики и связи, электроснабжения и др.

1. Постановка задачи и обзор (анализ) выбранного научного исследования

1.1 Технико-эксплуатационная характеристика работы станции

Станция Кокчетав по основному назначению и характеру работы является грузовой станцией и отнесена к внеклассной работает на 4 направления:

Кокчетав — Астана, Кокчетав — Петропавловск, Кокчетав — Кзыл-ту, Кокчетав — Новоишимская.

Участок Кокчетав — Петропавловск — однопутный оборудован двухсторонней автоблокировкой, обслуживается тепловозной тягой.

Участок Кокчетав — Астана — двухпутный, нечетный путь оборудован двухсторонней автоблокировкой, четный путь — односторонней блокировкой. Участок электрифицирован, обслуживается электровозной тягой.

Участок Кокчетав — Новоишимская — двухпутный нечетный путь оборудован односторонней автоблокировкой, четный путь оборудован двухсторонней автоблокировкой. Участок электрифицирован, обслуживается электровозной тягой.

Участок Кокчетав — Кзыл-ту — однопутный, оборудован полуавтоматической блокировкой.

Для участка Кокчетав — Новоишимская, Кокчетав — Кызыл-ту станция Кокчетав является участковой.

На станции имеются: приемо-отправочный парк А, служащий для приема и отправления пассажирских и грузовых поездов всех направлений, имеется транзитный парк В, служащий для приема, отправления и пропуска транзитных поездов всех направлений, сортировочный парк Б, на котором производятся сортировка, накопление и отстой вагонов.

Для расформирования и формирования поездов в нечетной горловине станции имеется механизированная горка малой мощности. Сортировочная горка оборудована вагонными замедлителями. 1-ая тормозная позиция — 4 кап. На 3-ей тормозной позиции установлены 10 башмакосбрасывателей полукрестовинного типа (левый). Первая тормозная позиция интервальная — служит для создания необходимых интервалов между отцепами. Вторая тормозная позиция — пучковая — служит для регулирования скорости движения отцепами. Третья тормозная позиция — прицельная — служит для регулирования скорости отцепа на пути сортировочного парка.

Для обеспечения сжатым воздухом пневматических вагонных замедлителей и обдувки стрелок имеется компрессорная станция. Горочная горловина и пост ЭЦ станции оборудованы устройствами маршрутно-релейной централизации блочного типа с выносным пультом — манипулятором, на котором наравне с кнопками управления стрелками и сигналами имеются кнопки включения автоматической обдувки стрелок. Электрическая централизация связана с путевой автоматической блокировкой всех прилегающих участков со стороны станций Ч, В, К-2, ОП -17.

Стрелки сортировочного парка со стороны горки оборудованы электрическими стрелочными приводами и управляются с горочного пульта. Станция оборудована:

— поездной радиосвязью ЖР-ЗМ установленной на посту ЭЦ.

— маневровой радиосвязью ЖРУ — установленной на посту ЭЦ у маневрового диспетчера, в помещении дежурного по горке, для связи с маневровыми локомотивами.

— переносной радиосвязью составителя поездов с машинистом маневрового локомотива, маневровым диспетчером, дежурным по горке.

— двусторонней парковой связью дежурного по станции, дежурного по горке, с сигналистом маневровой вышки-2, вагонным оператором с приеме — отправочным, транзитным и сортировочным парком, а также с СТЦ.

— внутристанционной связью между дежурным по горке, маневровым диспетчером, старшим приемосдатчиком, между дежурным по станции, сигналистом маневровой вышки-2, дежурным по выдаче справок вокзала.

Для приема грузовых документов в нечетной горловине установлен приемный бункер. Для организации маневровой работы на станции имеются 3 маневровых локомотива серии ТЭМ-2.

К станции примыкают подъездные пути.

На станции Кокчетав производятся следующие основные операции:

· прием и отправление пассажирских поездов,

· смену тепловозов на электровозы и электровозов на тепловозы в пассажирских и грузовых поездах,

· прием и отправление транзитных грузовых поездов,

· прием и отправление, расформирование и формирование грузовых поездов,

· технический осмотр и ремонт вагонов,

· подача, расстановка и уборка вагонов с фронтов погрузки и выгрузки,

· погрузка и выгрузка грузов и багажа,

· посадка и высадка пассажиров,

· подача и уборка вагонов по промежуточным станциям,

· производит экипировку маневровых и поездных тепловозов.

Станция Кокчетав внеклассная и входит в состав отделения перевозок на правах структурной единицы.

Станция Кокчетав выполняет работы и оказывает услуги в соответствии планом и договорами.

Социально-экономические решения, касающиеся деятельности станции, вырабатываются и принимаются начальником станции с участием трудового коллектива и действующим в ней общественных организаций в соответствии с их уставами и законодательством.

Денежные средства станции включают:

а) средства полученные по расчетным ценам за фактически выполненный объем работы по утвержденным измерителям;

б) местные доходы станции (аренда складских помещений и площадей, зданий и сооружений);

в) доходы по грузовому хозяйству, начисленные по установленному нормативу от дополнительных сборов за подачу и уборку вагонов, хранение грузов, экспедиционное обслуживание (взвешивание, ведение учетных карточек, уведомление о прибытии и подаче грузов);

г) местные доходы пассажирского хозяйства;

д) доходы от предоставления дополнительных платформ услуг населению и нетранспортным организациям.

Главной формой деятельности станции являются планы экономического и социального развития:

1. Объём перевозок грузов в тоннах.

2. Отправление вагонов.

9. Отправление пассажиров.

4. Приведенная продукция.

5. Производительность труда.

Годовой производственный и финансовый планы составляются разбивкой по кварталам и являются основными документами, на основе которых осуществляется хозяйственная деятельность.

Объем работы станции характеризуется в виде вагонопотоков, представленных в таблице 1.1 и рисунке 1.1.

Таблица 1.1. Балансовая таблица вагонопотоков станции Кокчетав

Технология обработки транзитных поездов К транзитным относятся поезда, проходящие станцию без переработки. Транзитные поезда на станции Кокчетав принимаются в транзитный парк В.

При подходе поезда с соседней станции дежурный по станции извещает по громкоговорящей связи работников тех. конторы, пункта технического осмотра о номере поезда, пути приема для подготовки к встрече прибывающего поезда работниками участвующими в его обработке. Дежурный по станций дает указание сигналисту маневровой вышки-2 и регулировщику скорости движения (через дежурного по горке) на закрепление, состава на пути прибытия согласно норм закрепления по ТРА станции.

Обработка состава по прибытию состоит из следующих операций:

1. Технического осмотра вагонов

2. Коммерческого осмотра вагонов

3. Контрольной проверки состава и наличие грузовых документов После остановки поезда, его закрепления и отцепки локомотива работники пункта технического осмотра ограждают состав и приступают к его осмотру.

При техническом осмотре выявляются вагоны, требующие отцепочного ремонта, а также технические неисправности, которые могут быть устранены на путях отправления за время обработки состава. О всех неисправностях, подлежащих устранению при безотцепочном ремонте, осмотрщики наносят на вагоны меловые разметки.

Вагоны, подлежащие отцепочному ремонту, размечают с указанием места производства ремонта (текущий). Слесари — автоматчики разъединяют и подвешивают — автотормозные рукава в местах разъединения отцепов.

Параллельно с текущим осмотром производится осмотр состава в коммерческом отношении: местных вагонов — старший, приемосдатчик груза, транзитных — приемосдатчик по устранению коммерческих браков.

При коммерческом осмотре выявляются неисправности вагонов, угрожающие сохранности груза и безопасности движения.

Об окончании осмотра и снятия ограждения старший осмотрщик вагонов уведомляет оператора ПТО, а об окончании коммерческого осмотра — приемосдатчик по устранению коммерческих браков и старший приемосдатчик груза — дежурного по станции.

Перед отправлением поезда машинисту вручается пакет с грузовыми документами под роспись в книге. После прицепки локомотива осмотрщики — автоматчики производят опробование автотормозов, заполняют справку о тормозах и вручают ее машинисту. ДСП дает команду сигналисту МВ-2 и через ДСПГ регулировщикам скорости движения вагонов об изъятии тормозных башмаков.

При смене локомотивных бригад (без смены локомотива) локомотивная бригада принимает локомотив и грузовые документы непосредственно от прибывшей локомотивной бригады. Прием и сдача локомотива и грузовых документов удостоверяются подписями в маршрутах машинистов и указывается время передачи.

Общая продолжительность обработки транзитного поезда регламентируется временем его технического и коммерческого осмотра. При этом средняя продолжительность технического осмотра будет равна:

(1.1)

где — число вагонов в составе;

— среднее время обработки группой осмотрщиков одного вагона;

— число групп осмотрщиков в бригаде ПТО.

мин.

Технологический график обработки транзитного поезда без переработки со сменой локомотива представлен на рисунке 1.1

Руководствуясь данными ТГНЛ и планом подхода поездов маневровый диспетчер совместно с дежурным по станции намечает план работы с составом. Маневровый диспетчер дает задание дежурному по горке на подготовку прицепляемой группы с указанием станции назначения, количества вагонов. Одновременно маневровый диспетчер дает задание оператору СТЦ по подготовке перевозочных документов на прицепляемую группу. Подобранные документы конвертируются.

Прицепляемая группа вагонов должна быть заблаговременно выставлена на путь и осмотрена в техническом состоянии.

На основании информации, полученной от поездного диспетчера о предстоящем прибытии поезда, дежурный по станции оповещает по парковой громкоговорящей парковой связи работников СТЦ, ПТО о номере поезда, пути прибытия с указанием предстоящей работы (прицепке, отцепке).

Маневры по прицепке группы вагонов производятся по окончании технического осмотра и ремонта той части состава, которая следует с поездом дальше.

Рисунок 1.1 — График обработки транзитного поезда без переработки со сменой локомотива Одновременно с техническим осмотром оператор СТЦ проверяет наличие перевозочных документов, изымает (вкладывает) документы на отцепляемую (прицепляемую) группу вагонов, вносит соответствующие изменения в натурный лист заверяет их штемпелем станции, после чего документы вручаются локомотивной бригаде с обязательной росписью в книге выдаче документов машинисту. Корректировку ТГНЛ в АСОУП оператор СТЦ производит сообщением 4. После отправления поезда оператор вводит сообщение 49 (информация) о фактическом отправлении поезда.

Технология обработки поездов, поступающих в переработку Прибывающие в расформирование поезда принимаются в приемо-отправочный парк А. До прибытия поезда СТЦ получает по телетайпу (телеграфу) точную информацию о составе поезда. Оператор СТЦ размечает полученную телеграмму натурный лист в соответствии с планом формирования поездов станции и подсчитывает количество вагонов и их массу по каждому назначению плана формирования. Составленные в необходимом количестве сортировочные листки пересылают операторам исполнительных горочных постов, составителям, расцепляющим вагоны на горке. Работники ПТО встречают поезд и проверяют на ходу его техническое состояние. Детальный технический осмотр начинается бригадой ПТО после остановки поезда и закрепления состава, отпуска тормозов, отцепки поездного локомотива и ограждения состава. После окончания осмотра состава и снятия ограждения старший осмотрщик вагонов или оператор ПТО сообщает в СТЦ номера вагонов с техническими неисправностями. На каждый такой вагон наносится разметка с указанием места выполнения ремонта.

Общая продолжительность обработки транзитного и сборного поездов, поступающих в переработку рассчитываются по формуле (1.1)

для сборных:

мин, для транзитных:

мин.

Технологический график обработки поезда, поступающего в переработку представлен на рисунке 1.3.

Расформирование и формирование поездов Составы поездов, прибывающих на станцию в расформирование, принимаются на 3−9 пути приемо-отправочного парка. По прибытии и поезда оператор технической конторы встречает документы в нечетной горловине станции. Дежурный по станции, после закрепления состава и уборки локомотива предъявляет состав к техническому осмотру. В ходе технического осмотра выявляются неисправные вагоны, определяется объем ремонта, ставятся недостающие цепочки расцепного рычага автосцепки; разъединяются рукава в местах расцепления вагонов. Горка малой мощности расположена в нечетной горловине станции и предназначена для формирования и расформирования составов. Общая длина 370,1 м надвижная часть 60 м, спускная часть 210 метров, уклон от горба горки до 1-го замедлителя при длине 59,9 м составляет 0,03% и от конца замедлителя 1-ой распорядительной стрелки n201 составляет 0,01%. Общий уклон на спускной части на длину 210 метров равен 0,01%. Высота горки 3 м02 см.

Рисунок 1.2 — График обработки транзитного поезда с изменением массы и сменой локомотива Для торможения вагонов имеются тормозные средства, состоящие из вагонных замедлителёй, башмакосбрасывателей полукрестовинного типа, три тормозных позиции.

Технологическое время на роспуск состава рассчитывается следующим образом:

Среднее количество вагонов в составах, прибывающих на станцию, составляет, число отцепов в составе .

Технологическое время на расформирование состава определяется по формуле:

(1.2)

где — среднее время на заезд локомотива от вершины горки до хвоста состава в парке прибытия;

— среднее время надвига состава из парка прибытия до вершины горки;

— среднее время роспуска состава с горки;

— среднее время на осаживание вагонов на путях сортировочного парка.

Расстояние от вершины горки до стрелки горочного вытяжного пути м, расстояние от средней точки положения предельных столбиков путей приема до стрелки горочного вытяжного пути м.

Время на заезд рассчитывается по формуле:

(1.3)

гдесредняя скорость заезда км/час.

мин. мин.

Время на надвиг состава из парка прибытия на горку определяется:

(1.4)

где — расстояние от вершины горки до средней точки положения предельных столбиков парка приема;

— средняя скорость надвига на сортировочную горку мин.

Рисунок 1.3 — График обработки поезда поступающего в переработку при наличии телеграммы — натурного листа

Время на роспуск состава, с горки устанавливается в зависимости от типа сортировочной горки по формуле:

(1.5)

где — длина вагона;

— средняя скорость роспуска состава.

мин;

Время на осаживание вагонов со стороны горки определяется по формуле:

(1.6)

мин Общее время на расформирование состава равно:

мин.

Рассчитаем суточную перерабатывающую способность горки. Она определяется по формуле:

(1.7)

где — коэффициент, учитывающий возможные перерывы в использовании горки;

— время занятия горки в течение суток выполнением постоянных операций;

— горочный технологический интервал;

— коэффициент, учитывающий отказы технических устройств, потери из-за нерасцепов вагонов и др.;

— коэффициент, учитывающий повторную сортировку части вагонов из-за недостатка числа и длины сортировочных путей.

ваг.

После роспуска состава с горки на путях сортировочного парка производится окончание формирования состава. Время на окончание формирование состава равно:

(1.8)

где — время на сортировку вагонов;

— время на сборку вагонов.

Время на сортировку вагонов равно:

(1.9)

где — нормативные коэффициенты для определения технологического времени на расформирование — формирование состава,, ;

мин Время на сборку вагонов равно:

мин (1.10)

мин.

Следовательно, технологическое время на окончание формирования равно:

мин.

К этому времени необходимо добавить время на осаживание собранной группы на пути формирования мин и получим время формирования состава:

мин.

На основе данных расчета норм времени на выполнение элементов горочного цикла строим график работы горки.

Рисунок 1.4 Технологический график работы горки при одном горочном локомотиве

Обработка поездов по отправлению

Перед отправлением со станции поездов своего формирования производятся следующие операции:

· списывание состава с натуры;

· техническое обслуживание вагонов;

· коммерческий осмотр вагонов устранение обнаруженных неисправностей;

· сдача документов локомотивной бригады;

· прицепка поездного локомотива и опробование автотормозов.

После перестановки сформированного состава из сортировочного парка в приемо — отправочный на путь отправления, дежурный по станции дает команду сигналисту маневровой вышки-2 и через ДСПГ регулировщику скорости движения вагонов на закрепление состава тормозными башмаками, извещает оператора ПТО по громкоговорящей связи или по телефону. Указывает на каком пути осмотреть поезд, оператор поста централизации делает запись в книге предъявления вагонов формы BЧ-14 и указывает время предъявления состава. ДСП расписывается за предъявление состава к осмотру. Работники пункта технического обслуживания, совместно с рабочим по устранению коммерческих неисправностей, оградив состав, предъявленный к осмотру, производят контроль технического и коммерческого состояния и текущий ремонт, проверку исправности автосцепки вагонов. По окончании технического обслуживания вагонов старший осмотрщик вагонов, убедившись в отсутствии людей под вагонами, через оператора ПТО дает указание о снятии сигналов ограждения.

Время на выполнение технологических операций по обработке поезда своего формирования в парке отправления представлено на рис. 1.5.

Рисунок 1.5 — График обработки поезда своего формирования парке отправления

Оператор ПТО уведомляет ДСП о технической готовности состава. Дача готовности в коммерческом отношении дается рабочим по устранению коммерческих неисправностей по двусторонней парковой связи или по телефону непосредственно дежурному по станции. Рабочий по устранению коммерческих неисправностей проверяет наличие пломб на вагонах с последующей сверкой номеров вагонов за пломбами по документам и натурному листу. Об обнаружении коммерческих браков рабочий по устранению коммерческих неисправностей ставит в известность дежурного по станции по телефону или по двусторонней парковой связи. В случае невозможности устранения неисправности на пути ПОП, рабочий по устранению коммерческих неисправностей извещает дежурного по станции об отцепке данного вагона под проверку или исправление. Коммерческие неисправности устраняются за технологическое время обработки поездов. После прицепки поездного локомотива осмотрщики-автоматчики опробуют тормоза.

ДСП дает команду сигналисту, МВ-2 и через ДСПГ регулировщикам скорости движения вагонов убрать тормозные башмаки. Оператор технической конторы после списывания состава составляет натурный лист поезда и подбирает грузовые документы. Натурный лист составляется в 2-х экземплярах, первый экземпляр вкладывается в пакет с грузовыми документами. Второй остается в делах станции и используется для учета и передачи информации через машину ЭВМ. Перед отправлением поезда пакет с первичными документами вместе с натурным листом вручается машинисту поездного локомотива под расписку в специальной книге, где записывается время сдачи документов, номер и индекс поезда, количество пакетов и фамилия машиниста.

В случае наличия в составе поезда вагонов с разрядными, негабаритными грузами, дежурный по станции перед отправлением поезда сообщает поездному диспетчеру об этих вагонах. Поездной диспетчер дает приказ по участку о следовании поезда, в составе которого находится один из вышеперечисленных вагонов. После чего ДСП отправляет поезд со станции.

2. Исследование задачи: эффективность известных мероприятий по повышению пропускной и перерабатывающей способности станций

Осуществляемые за последние годы меры по реконструкции железнодорожного транспорта и особенно внедрение новых видов тяги предъявляют новые требования к работе станций. При решении вопросов технического оснащения и совершенствования технологии работы необходимо обеспечить такое соотношение между объемом выполняемой работы и применяемыми средствами, чтобы общие расходы в процессе эксплуатации были минимальными. Правильное решение может быть достигнуто только при учете реальных условий работы станций, т. е. при неравномерной загрузке станционных устройств. Причин неравномерности движения много, однако, основными являются сосредоточенный пропуск пригородных и пассажирских поездов, предоставления «окон» для ремонта устройств пути контактной сети и других устройств, независимость движения на участках, примыкающих к станции и т. д.

Интенсификация работы железных дорог выдвигает в число важнейших задач дальнейшее наращивание пропускной и перерабатывающей способности существующих сортировочных станций. Необходимо наряду с широким распространением передового опыта постоянно разрабатывать новые способы интенсификации станционных процессов, в первую очередь расформирования составов на сортировочных горках. Ряд известных мероприятий получают распространение на станциях — устройство дополнительных путей надвига составов, обходных путей, увеличение числа горочных локомотивов и др. Высокая эффективность их уже доказана теоретически и подтверждена практическим опытом (таблица 2.1). Для повышения скорости роспуска составов также необходимо:

§ содержать профиль спускной части горки в соответствии с требованиями Инструкции по проектированию станций и узлов на железных дорогах;

§ в зависимости от длины отцепов и маршрутов их скатывания применять режимы скорости роспуска: дифференцированный (для частей состава) и переменный (для отдельных отцепов) с использованием устройств задания скорости роспуска (АЗСР) и телеуправления горочными локомотивами (ТГЛ);

§ укрупнять отцепы с помощью календарного планирования погрузки на грузовых станциях узла по назначениям плана формирования сортировочной станции;

§ при специализации путей подгорочного парка добиваться увеличения вероятности разделения маршрутов последовательно скатывающихся отцепов на головных стрелках горочной горловины и первых разделительных стрелках пучков подгорочных путей и уменьшения вероятности разделения маршрутов на последних стрелках пучков;

§ систематически применять подтягивание вагонов маневровыми локомотивами выходной горловины сортировочного парка, в целях улучшения руководства осаживанием и подтягиванием устраивать в выходных горловинах сортировочных парков для хорошего обзора специальные, на опорах высотой до 20−30 м, посты составителей, оборудовать их устройствами связи с машинистами локомотивов, дежурным по горке и парку формировани);

§ механизировать торможение вагонов в начале подгорочных путей, оборудуя тормозные позиции вагонными замедлителями и сооружая посты управления ими.

На горках, где применяется последовательный роспуск составов и работают три горочных локомотива, интервалы между роспусками можно уменьшить добавлением четвертого горочного локомотива, используемого преимущественно для осаживания вагонов. Это сокращает время занятия горочной горловины передвижением маневровых локомотивов. Ввод четвертого локомотива экономически эффективен на горках большой мощности, перерабатывающих 5000−5500 вагонов/сут. Это мероприятие позволяет сократить горочный интервал на 0,6−0,8 мин.

Таблица 2.1. Эффективность мероприятий по повышению пропускной и перерабатывающей способности станций

Требуется изыскивать новые меры интенсификации сортировочного процесса, дальнейшего наращивания перерабатывающей способности сортировочных горок. Следует учитывать, что даже на самых загруженных сортировочных станциях лишь 60−65% суточного периода работы горок приходится на основную операцию — роспуск составов. В остальное время выполняют различные вспомогательные операции — повторную сортировку вагонов, пропуск вагонов, не подлежащих спуску с горки без локомотивов, ликвидацию «запусков» вагонов на неспециализированные пути и др. Крайне недостаточно применяют режим работы горок с параллельным роспуском двух составов.

Далее рассмотрен ряд новых предложений по сокращению непроизводительных потерь времени работы сортировочных горок, ускорению выполнения станционных операций.

2.1 Совершенствование организации надвига составов на горку

При надвиге составов необходимо соблюдать следующие основные требования:

§ время надвига должно быть близким к минимально возможному;

§ в режиме последовательного роспуска, когда по одному пути распускают один состав, а по второму надвигают другой, последний необходимо остановить так, чтобы первый вагон оказался, возможно, ближе к вершине горки.

Данные требования наиболее полно можно реализовать при внедрении системы телеуправления горочными локомотивами. На горках, где нет ТГЛ, этого добиваются следующим способом регулирования скорости надвига на горку. На рисунке 2.1 представлен маршрут надвига составов от точки 3, которая расположена на пути парка приема, до горочного светофора Л. Этот маршрут для улучшения организации выполнения операции надвига составов разделяется рельсовыми цепями на изолированные участки длиной l₁, l ₂ и l₃. По отдельному участку маршрута состав должен двигаться в определенном, установленном заранее режиме скорости, не превышая при входе на соответствующие участки максимально допустимых значений v₁, v₂ и v₃. На локомотив передают сигналы о проследовании головным вагоном надвигаемого состава изолирующих стыков 3, 2 и 1 и о вступлении состава на изолированные участки. Последний участок перед горбом горки делают коротким (20−30 м), и скорость входа на него при закрытом горочном светофоре не должна превышать 5 км/ч. В результате обеспечивается остановка надвигаемого состава на небольшом расстоянии перед закрытым горочном светофоре не должна превышать 5 км/ч. В результате обеспечивается остановка надвигаемого состава на небольшом расстоянии перед закрытым горочным светофором. Длину участков выбирают такой, чтобы надвигаемый состав мог изменить скорость (на l₃ с v₃ до v₂; на l₂ с v₂ до v₁; на l₁ с v₁ до 0). Целесообразно предусмотреть градации изменения скоростей через 5 км/ч.

Рисунок 2.1 — Схема маршрута надвига с участками для регулирования скорости подачи составов на горку

При длине пути надвига более 500 м следует использовать скорости свыше 15 км/ч и при необходимости делить маршрут надвига на четыре изолированных участка. Для выбора длин участков, на которые следует разделить путь надвига, производят тяговые расчеты применительно к реальному профилю этого пути и максимально возможной массе состава. В таблице 2.2 приведены данные тяговых расчетов по определению тормозных путей, которые охватывают большое число возможных случаев. При расчете длин изолированных участков учитывается время передачи сигнала на локомотив и восприятия сигнала машинистом. Машинист при выборе скорости руководствуется показаниями горочного сигнала Г₁ и местной инструкцией, в которой установлены значения скорости составов в зависимости от показаний горочных светофоров. Если возможно устройство только двух изолированных участков, то ими должны являться участки l₁ и l₂ и соответствующие скорости v₁ = 5 км/ч, v₂ = 10 км/ч.

Таблица 2.2. Данные тяговых расчетов по определению тормозных путей

Например, длина пути надвига на станции 350 м, максимальная масса надвигаемого состава 4000 т. Приведенный уклон i_H = 0,003. На горке работают локомотивы серии ТЭМ2. Определим длины изолированных участков.

Согласно таблице 2.2 тормозной путь при изменении скорости надвига от 15 до 10 км/ч составляет 68, от 10 до 5 км/ч — 39, от 5 км/ч до 0 — 12 м. Полная длина пути торможения (с учетом времени передачи сигнала на локомотив и его восприятия) равна 130, 80 и 25 м. Следовательно, необходимо, чтобы первый изолированный стык находился от горочного сигнала Г₁ на расстоянии не менее 25 м, второй — 105 м (25 + 80), третий — 235 м (105+130). На горочный локомотив передают данные о проследовании точек 3, 2 и 1 головным вагоном надвигаемого состава.

Если, например, местной инструкцией скорость роспуска по зеленому огню горочного светофора установлена 7 км/ч, а по желтому — 5 км/ч, то режим ведения надвигаемого состава будет следующий: после начала надвига — разгон состава до максимальной скорости 15 км/ч; после получения сигнала о проследовании головным вагоном точки 3 скорость снижают до 10 км/ч, точки 2 — до 7 км/ч при зеленом огне и до 5 км/ч при желтом или красном огне горочного светофора. При проследовании точки 1 и красном огне горочного светофора тормозят и останавливают состав, а при желтом или зеленом огне он должен двигаться со скоростью, установленной для роспуска.

2.2 Исследование оптимального функционирования сортировочной горки с применением теории массового обслуживания

Внутристанционные процессы испытывают на себе различное по силе и частоте влияние многих случайных факторов, в результате чего часто носят вероятностный характер.

Основными объектами, подлежащими изучению в теории массового обслуживания, являются закономерности поступления требований (входящий поток) и характеристика их обслуживания. При этом задача заключается в определении условий взаимодействия между потоком поступающих требований и их обслуживанием, в установлении количественных показателей процесса обслуживания. Поступление требований определяется законом распределения интервалов между ними. Но для практических целей важно знать показатель, характеризующий степень неравномерности поступления требований.

Время нахождения состава в системе расформирования состоит из времени его обработки, простоя в очереди и собственно времени роспуска. Наиболее сложным для определения является время простоя состава в ожидании расформирования.

Длительность простоя составов в ожидании расформирования зависит от длины очереди и темпа роспуска.

Закон распределения времени ожидания расформирования может быть представлен как вероятность того, что время ожидания будет больше некоторой заданной величины t:

(2.1)

где Р_п{>1} — вероятность того, что простой в ожидании расформирования будет больше времени t при условии, что в момент поступления поезда в очереди уже находилось п составов.

Поезд будет ожидать расформирования до тех пор, пока не будут расформированы все ранее поступившие. Вероятность того, что простой будет больше t, имеет место в том случае, если за это время будет расформировано не более п — 1 составов, г. е.

(2.2)

где P_s(t) — вероятность того, что в течение t будет расформировано s составов (s не превышает п-1), и может быть определена по формуле

.

Подставив это значение в выражение (2.2), а последнее в выражение (2.1), получим

. (2.3)

Здесь значение р_п заменено согласно формуле (2.3). После упрощения данного выражения получим

Среднее время ожидания расформирования можно определять путем интегрирования по времени:

. (2.4)

При значении 0 этот несобственный интеграл имеет решение:

.

Подставив этот результат в предыдущее выражение, получим средний простой составов в ожидании расформирования:

. (2.5)

Полученная формула определяет простой в ожидании расформирования для условий пуассоновского входящего потока и показательного распределения времени обслуживания, когда коэффициенты вариации интервалов прибытия поездов и времени расформирования равны единице. Для пуассоновского потока требований и произвольного распределения времени обслуживания, когда последнее может иметь коэффициент вариации, отличный от единицы (для горочного интервала он, как уже говорилось, равен 0,25 — 0,35), применяется формула Полячека-Хинчина

. (2.6)

При постоянной величине горочного интервала, когда = 0, формула примет вид

(2.7)

а при показательном распределении времени расформирования, когда v = l, она имеет вид:

.

Из рисунка 2.2 видно, что длительность ожидания возрастает с увеличением уровня загрузки горки р и коэффициента вариации горочного интервала v_Г. С уменьшением колебаний величины горочного интервала снижается время ожидания расформирования. Полученные формулы определяют общее время ожидания расформирования. Однако для решения технологических задач этого недостаточно, надо определить простой составов на путях прибытия и по неприему станцией. Простой составов в ожидании расформирования зависит от мощности горки, уровня ее загрузки, числа путей в парке прибытия. На продолжительность простоя составов влияет также длительность обработки составов, но этот фактор будет учтен позже.

Простой составов образуется из двух частей. За счет составов, находящихся в парке прибытия, число которых меняется от 1 до т — 1, и за счет составов, поступающих в интенсивные периоды на освобождающиеся (т — 1) пути. Соответственно закон распределения времени ожидания на путях прибытия может быть представлен выражением, состоящим из двух частей:

.

После преобразования это выражение получит вид:

.

Отсюда длительность простоя составов на путях прибытия определим итерированием всего выражения по времени

.

Рисунок 2.2 Зависимость величины простоя составов в парке прибытия от уровня загрузки горки и коэффициенты вариации горочного интервала

Оба несобственных интеграла вычисляются путем замены переменных и преобразования их к виду интеграла от гамма-функции. В итоге получим следующее выражение среднего времени простоя составов на путях прибытия:

(2.8)

Второе слагаемое определяет часть простоя, который образуется за счет поступления поездов в интенсивные периоды на т— 1 путей.

Выражение (2.8) может быть упрощено и представлено в следующем виде

. (2.8а)

Время задержки поездов по неприему станцией определится как разность между общим ожиданием и ожиданием на путях парка прибытия.

(2.9)

Из полученных зависимостей видно, что с увеличением числа приемных путей т простой составов на путях прибытия увеличивается за счет сокращения задержек по неприему станцией.

Итак, при пуассоновском потоке требований и показательном распределении времени обслуживания (расформирования) время ожидания расформирования, определяемое по формуле (2.5), в зависимости от числа путей делится на ожидание на путях прибытия (2.8 а) и на подходе к станции (2.9) в случае задержки по неприему.

Для произвольного распределения времени расформирования общее время ожидания определяется формулой (2.6), которая отличается от формулы (2.5) множителем , который для процесса расформирования имеет значение около 0,6 Умножив на выражение и составные части общего ожидания, можно приближенно получить среднее время ожидания на путях прибытия и на подходе к станции для условий произвольного распределения времени расформирования, т. е.

(2.10)

(2.11)

При этом погрешность будет невелика, так как общий простой определяется точно по формуле (2.6). Для показательного распределения интервалов прибытия и времени расформирования вероятность задержки поезда по неприему станцией определится из выражения

(2.12)

Для условий произвольного распределения времени расформирования, когда коэффициент вариации меньше единицы, получить точное выражение для вероятности задержки поездов очень сложно. С уменьшением коэффициента вариации времени расформирования при том же среднем времени расформирования будет снижаться и вероятность задержки поездов. Можно предположить, что при переходе от показательного распределения к произвольному, т. е. в нашем случае при снижении коэффициента вариации от 1 до 0,25 — 0,35, вероятности задержек поездов будут уменьшаться. В связи с этим для приближенных расчетов вероятности задержек поездов при произвольном распределении времени расформирования рекомендуется применять эмпирическую формулу

. (2.12a)

Практическая проверка этой формулы показала хорошую сходимость расчетных результатов с фактическими данными. При проверке сопоставлялось фактически задержанное число поездов в сутки с числом поездов, полученным расчетом с учетом формулы (2.12а). Среднее число поездов, задержанных по неприему станцией, за сутки определялось из зависимости

где N — количество поездов, прибывающих за сутки.

На задержку поездов могут оказывать влияние многие факторы, однако основными являются уровень загрузки горки и количество приемных путей т.

Общая длительность нахождения состава в системе расформирования t_c состоит из времени обработки состава перед роспуском t_o6, времени ожидания в очереди на путях и по неприему станцией и времени на расформирование t_г в часах:

(2.13)

Если уровень загрузки горки выразить через среднечасовое поступление составов и величину горочного интервала, т; е. = К1_Г, то формула примет вид:

(2.14)

Можно также получить среднюю длительность нахождения составов в системе как сумму времени на обработку состава t_об, на расформирование t_v, простоя па путях прибытия t_пр [формула (2.10)] и задержки, но неприему станцией t₃ [формула (2.11)].

Выше получены зависимости, увязывающие показатели переработки с интенсивностью прибытия поездов, и параметрами горки и парка прибытия, t_Г, т, v, которые позволяют решать ряд задач с экономических позиций.

Снижение горочного интервала, т. е. усиление мощности горки, приводит к сокращению времени ожидания в очереди и пребывания в системе расформирования. Увеличение числа путей в парке прибытия снижает задержки поездов по неприему станцией и связанные с этим потери.

Установленные выше зависимости между основными технологическими показателями расформирования и техническими параметрами горки позволяют обоснованно решать вопросы, связанные с усилением ее перерабатывающей способности. Мощность горки, ее перерабатывающая способность характеризуются величиной горочного интервала — временем, необходимым па расформирование одного состава. Время па расформирование каждого состава колеблется в зависимости от многих факторов: длины состава, дробности сортировки, определяемой длиной отцепов и их чередованием, маршрутами скатывания вагонов и т. д. Средняя величина горочного интервала должна быть меньше средней величины интервала прибытия (). Однако одного этого условия недостаточно. Неравномерность прибытия поездов приводит к простою составов в ожидании расформирования в периоды их сгущенного прибытия. В наступившем затем периоде разреженного подхода поездов очередь из составов, ожидающих расформирования, сокращается или устраняется полностью. Сокращение очередей будет осуществляться тем быстрее, чем больше резервы мощности горки, чем ниже уровень ее загрузки. При прочих равных условиях простой в ожидании расформирования будет тем больше, чем меньше мощность горки (чем больше уровень ее загрузки ) и чем больше колебание длительности расформирования каждого состава от средней величины (коэффициент вариации v_r).

Уменьшая величину горочного интервала, мы снижаем не только простой составов в ожидании расформирования, но и сокращаем длительность процесса расформирования, т. е. снижаем общее время нахождения состава в системе расформирования. При одной и той же интенсивности прибытия поездов длительность нахождения составов в системе расформирования будет тем меньше, чем меньше горочный интервал (т. с. чем меньше уровень загрузки горки).

При неизменной интенсивности подхода поездов уменьшение горочного интервала приводит к уменьшению уровня загрузки горки, к увеличению ее резервов, позволяющих ей быстрее справляться с ликвидацией очередей составов, возникающих в периоды сгущенного подхода поездов. Однако снижение горочного интервала может потребовать определенных затрат: капиталовложений в новые устройства и механизмы и расходов на их содержание.

Для определения эффективности увеличения мощности горки надо сопоставить расходы на дополнительное ее усиление с экономией, получаемой от сокращения времени нахождения составов в системе расформирования. Сокращение времени нахождения составов в системе расформирования от уменьшения горочного интервала в часах

(2.15)

где t_г, t_г__у — величина горочного интервала соответственно до и после усиления мощности горки;

t_c и t_c.y — время нахождения составов в системе расформирования до и после усиления мощности горки. Если горочный интервал и время обработки брать не в часах, а в минутах и учесть, что, то формула (2.15) примет вид

. (2.16)

Так, например, при суточном прибытии в расформирование N = 80 составов, коэффициенте вариации времени расформирования v_r = 0,4 сокращение горочного интервала с t_г = 13 мин до t_{г у} = = 12 мин снизит длительность нахождения состава в системе расформирования на величину

мин.

Расчет показывает, что сокращение горочного интервала на 1 мин снижает простой составов в системе расформирования на 6,7 мин., из которых 1 мин за счет самого процесса расформирования и 5,7 мин за счет простоя в ожидании этой операции. На рисунке 2.3 наглядно показана зависимость снижения времени нахождения составов в системе расформирования от сокращения горочного интервала на 1 мин. Прежде всего видно, что чем больше уровень загрузки горки, тем большее сокращение времени простоя дает 1 мин снижения горочного интервала.

Наклонная пунктирная линия показывает уровень загрузки = 0,8. Превышение этого уровня загрузки приводит к резкому сокращению простоя, что указывает на эффективность увеличения мощности загруженных горок.

Рисунок 2.3 Зависимость снижения времени нахождения составов в системе расформирования от сокращения горочного интервала на 1 мин

Совершенствование технологических процессов сортировочных станций осуществляется концентрацией операций и централизацией управления ее работой. Основным элементом, выполняющим решающие операции по переработке вагонов, являются сортировочные горки, где наиболее целесообразно сосредоточить и управление оперативной работой и осуществление остальных вспомогательных операций.

От мощности горки, ее перерабатывающей способности зависит успешность всей технологии станции и количественное выражение взаимодействия с потоком поступающих поездов. Основными факторами, влияющими на перерабатывающую способность горки, являются: величина составов, подлежащих расформированию, скорость роспуска, величина интервала между окончанием расформирования одного состава и началом последующего, что зависит от степени параллельности в выполнении операций при расформировании, величина перерывов в работе горки, а для двухпутных горок также и порядок их использования, т. е. для одиночного или параллельного роспуска cocтaвов.

2.3 Повышение взаимодействия станционных парков и прилегающих участков при полной и частичной переработке вагонопотока

Принятая технология частичной переработки составов (перелом массы) — отцепка или прицепка вагонов к транзитным поездам — вызывает на сортировочных станциях значительную дополнительную маневровую работу. Действительно, типовая технология предусматривает выполнять эти операции на путях транзитных или приемоотправочных парков. Однако замена групп, пополнение или уменьшение массы или длины составов требуют сложных и длительных маневров (передачи отцепленных групп вагонов в сортировочный парк, а прицепляемых — из сортировочного на пути транзитного или приемоотправочного парка). Поэтому, а также из-за сложности отцепки вагонов с техническими или коммерческими неисправностями (особенно, если таких вагонов несколько и они расположены в разных частях состава) составы, требующие частичной переработки, зачастую принимают в парк приема и перерабатывают на сортировочной горке при меньшей затрате времени. Но это вызывает потери перерабатывающей способности последней. Как показали наблюдения, занятие горки на 90 мин/сут операциями с транзитными поездами, требующими частичной переработки, снижает ее перерабатывающую способность для основного потока — транзитных составов с полной переработкой примерно на 400−500 вагонов в сутки.

Существенно снизить потери при работе с транзитными составами, требующими частичной переработки, удается при организации взаимодействия ее с полной переработкой. Суть такой технологии заключается в следующем. Транзитный состав, требующий частичной переработки (изменения массы или длины, переприцепки групп и др.), не перерабатывают на путях транзитных или отправочных парков, а переставляют из парка приема на соединительный путь, уложенный в обход основной горки, и направляют его «ядро» на один из крайних путей подгорочного парка одновременно с роспуском других составов по спускным путям горки. При этом маневровую работу по отцепке групп, а также вагонов с техническими или коммерческими неисправностями выполняют, используя вспомогательное сортировочное устройство (горку малой мощности), расположенное на обходном пути. При необходимости увеличить массу или длину транзитного состава его «ядро» из парка приема направляют на один из крайних путей сортировочного парка через вспомогательное сортировочное устройство и пополняют в процессе роспуска составов с основной горки.

Схема сортировочной горки со вспомогательным сортировочным устройством для частичной переработки транзитных составов изображена на рисунок 2.4. Основная сортировочная горка 1 имеет два спускных пути 2 и 3. На ответвлении от соединительного пути 4, уложенного в обход основной горки, сооружают вспомогательную горку малой мощности 5, работающую на крайний путь 6 сортировочного парка. Укладывают также пути 7 и 8 вспомогательного сортировочного устройства. Транзитные составы, подлежащие частичной переработке, надвигают из парка приема (П) горочным локомотивом по обходному пути 4 на вспомогательную горку 5. В процессе частичной переработки на вспомогательной горке «ядро» состава направляют на крайний путь 6 сортировочного парка. Вагоны, отцепляемые от состава, направляют на путь 8, а вагоны с техническими или коммерческими неисправностями — на путь 7. Эта маневровая работа производится без перерыва в процессе роспуска на основной горке.

При пополнении массы или состава транзитных поездов, замене групп «ядро» горочным локомотивом направляют на путь 6, а вагоны пополнения или прицепляемую группу направляют на этот же путь в процессе роспуска других составов до или после перестановки «ядра».

Весь транзитный состав с частичной переработкой в дальнейшем переставляют маневровым локомотивом, работающим на вытяжном пути, на пути парка отправления О или транзитного парка ТР. Отцепленные вагоны, направленные со вспомогательной горки на пути 7 и 8, периодически сортируют на основной горке. При необходимости вспомогательное сортировочное устройство можно располагать и с левой стороны сортировочного парка. На станциях, где ведется параллельный роспуск составов и имеется три и более спускных пути, роль вспомогательного сортировочного устройства может выполнять средний спускной путь.

Рисунок 2.4 Схема размещения в горочной горловине вспомогательного сортировочного устройства для частичной переработки транзитных составов

Частичную переработку составов выполняют поточно в тесном взаимодействии основного и дополнительного сортировочных устройств. При этом маневровые локомотивы горки и вытяжек выполняют маневровую работу, по своей структуре практически однородную с расформированием — формированием составов, требующих полной переработки.

Поскольку в парке приема полную обработку составов производят с отключением тормозов, необходимо проведение тяговых расчетов для определения режимов работы по передаче составов из парка приема в сортировочный. Наиболее трудным является случай движения по среднему спускному пути горки с большими уклонами. Определение времени прохода состава через горку нужно и для технико-экономических расчетов.

Тяговые расчеты должны учитывать тормозные усилия горочных замедлителей. Далее приводится методика расчетов для двух типов маневровых локомотивов ТЭМ2 и ТЭМ7 и следующих условий:

Приведенный расчетный профиль горки: надвижная часть — подъем 0,006 на длине 400 м, спускная часть — 0,012 на длине 400 м (высота горки 4,8 м);

Сортировочные пути: уклон в сторону вытяжных путей — 0,001 на длине 1200 м. длина состава 1000 м;

Масса состава — 2000, 3500 и 5000 т.

Тормозную силу замедлителей учитывают следующим образом. При пропуске целых составов через горку подтормаживают только 12 — 20% вагонов, т. е. при длине их 50 вагонов — от 6 до 10. поэтому в тяговых расчетах не совсем правильно принимать нормативные значения тормозной мощности замедлителей h_H ь. эн. В., установленные для торможения вагонов. Обычно

h_H =h - у_h,

где h - средняя тормозная мощность горочного замедлителя;

у_h — среднее квадратичное отклонение этой мощности.

При пропуске составов через горку надежность торможения должна быть достаточно высокой и соответствующей значению при

где — нормативное значение мощности замедлителя, принимаемое в тяговых расчетах;

— соответственно среднее значение и среднее квадратичное отклонение мощности замедлителя при торможении нескольких вагонов.

Известно, что h' = nh и , где n — число тормозимых вагонов. Коэффициент вариации тормозной мощности замедлителей близок к 0,25. Тогда Средняя мощность замедлителей, принимаемая в тяговых расчетах,

Подставляя в это выражение значения h и , получим:

При n = 6 h_ТЯГ = 0,93 м; при n = 10 h_ТЯГ = 1,04 м. Учитывая близость значений h_ТЯГ и h_Н для расчетов принимаем Переход от тормозной мощности замедлителя к удельной тормозной силе:

где l₃ — длина замедлителя.

Значение — нормативная удельная тормозная мощность, приходящаяся на 1 м тормозной длины замедлителя.

Путь движения состава от парка приема до остановки разобьем на три части: 1) по головному вагону от парка приема до горба горки; 2) по головному вагону от горба горки до такого положения состава, когда местонахождение локомотива обеспечивает роспуск следующего состава (принято, что при этом расстояние от локомотива, находящегося на путях горочной горловины, до горба горки равно 150 м); 3) проход состава полностью на сортировочный путь (принято, что скорость подхода состава к горбу горки составляет 2 м/с). Таким образом, устанавливают нормативы пропуска составов через горку (таблица 2.3).

Реализация предлагаемой технологии при тесном взаимодействии с полной и частичной переработкой составов экономически эффективна. Пропуск каждого состава в обход спускных путей дает экономию времени примерно 4,5 мин в работе горки (табл. 28), что обеспечивает прирост переработки

где г_Г — расчетный уровень загрузки горки;

t_ВАГ — затраты времени работы горки на роспуск одного вагона.

При г_Г = 0,75, t_ВАГ = 0,2 мин/вагон ДN ~34 вагона/сут.

Важное преимущество рассмотренной технологии — создание благоприятных предпосылок для автоматизации операций по частичной переработке составов.

Таблица 2.3. Нормативы пропуска составов через горку

2.4 Совершенствование системы ЭЦ для повышения непрерывности выполнения операций

Системы электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ) значительно улучшили управление технологическими операциями. Современные системы маршрутно-релейной централизации (МРЦ) с дистанционным управлением в значительной степени обеспечивают непрерывность маневровых операций. Однако и такие системы ЭЦ требуют дальнейшего совершенствования. Загрузка в процессе работы дежурных по станциям (ДСП) вследствие большого числа маневровых операций на сортировочных станциях и особенностей управления системами ЭР (МРЦ) исключительно высока, что вызывает задержки в задании на пульте ЭЦ очередных маршрутов.

Расформирование одного состава требует задания 6−8 маршрутов передвижения поезда, локомотивов и состава — прибытие, заезд (несколько маршрутов), пропуск поездного локомотива в депо и др. Следовательно, на станциях с высокой загрузкой при поступлении в переработку, например, 120 поездов в сутки число задаваемых маршрутов составит 720−960. Практически же это число существенно больше из-за пропуска транзитных и пассажирских составов, маневров, связанных с дополнительной переработкой вагонов на горках, снабжением рефрижераторных вагонов топливом, завершением формирования составов и др. Сложность работы дежурных по постам ЭЦ в том, что поезда прибывают неравномерно в течение суток, маршруты во многих случаях можно задавать лишь последовательно, и часто они имеют срочный характер. Задержка в задании маршрута приводит к потере перерабатывающей способности станционных устройств. Дежурные по станции должны следить за окончанием того или иного передвижения, чтобы немедленно задать следующий маршрут. Уровень загрузки дежурных по постам ЭЦ

где — соответственно число задаваемых маршрутов и среднее время заданна их дежурным;

— соответственно число маршрутов, для которых ДСП должен определять момент окончания передвижения по показаниям пульта-табло, и среднее время контроля за движением составов (локомотивов, поездов) по маршруту;

— время телефонных переговоров;

— время заполнения документов и записей во вспомогательных журналах;

— период дежурства с учетом физиологических возможностей человека.

При этом 0,2 мин; 0,6n_М; 1,5 мин; 0,25 мин; 0,1 мин на один прибывающий поезд или один формируемый состав. Лишь благодаря параллельному выполнению различных действий дежурными по станциям <1. Перерывы в работе ДСП могут не возникать 6 ч и более, в такие периоды = 1. Часто возникают ситуации, когда требуется практически одновременно задавать маршруты в разных горловинах и при этом еще вести телефонные переговоры. Тогда и возникают ошибки в работе, задержки в задании маршрутов, что влечет за собой и задержки маневров. Натурными наблюдениями установлено, что дежурные по станциям вследствие высоких значении дополнительно увеличивают общее время маневровой работы в комплексе расформирования или формирования — отправления примерно на 10 с/состав. Следовательно, требует решения задача дальнейшего совершенствования систем ЭЦ для повышения: уровня взаимодействия станционных устройств.

Наиболее современные системы ЭЦ (МРЦ с дистанционным управлением) влияют лишь на, существенно его снижая. Однако анализ формулы показывает, что основную загрузку ДСП определяют. Их уменьшение возможно, например, при автоматизации управления маневровой работой, и, на первый взгляд, требуется решать задачу внедрения ЭВМ для управления заданием маневровых и поездных маршрутов. Однако анализ показывает, что в современных, условиях постановка такой задачи неправомерна, так как информационное обеспечение ее вызывает существенные трудности. Дело в том, что время начала выполнения и продолжительность технологических операций в парках приема и отправления весьма неопределенны. Задание в качестве расчетных средних величин продолжительности операций повлечет за собой потери пропускной и перерабатывающей способности станционных устройств, что недопустимо. Один из этапов совершенствования системы ЭЦ — максимальное сокращение за счет частичной автоматизации работы ДСП с помощью аппаратуры, обеспечивающей накопление различных маневровых и поездных маршрутов с последующим их автоматическим заданием. При внедрении системы ЭЦ с предварительным накоплением маршрутов (ПНМ) технология работы ДСП существенно меняется и сводится к тому, что после определения конкретного плана поездных и маневровых передвижений на возможный период он предварительно набирает эти маршруты. Дальнейшие действия ДСП носят контрольный характер. Система ПНМ должна:

§ запоминать маршруты в очередности их выполнения по предварительному набору ДСП;

§ контролировать окончание фактически выполняемых поездных и маневровых операций в пределах планируемого маршрута;

§ задавать маршруты, поступающие в память ПНМ, на аппаратуре ЭЦ.

Основные эксплутационные требования к системе ПНМ: максимальное число маршрутов, которое должно храниться в ее памяти, и максимальная продолжительность периода текущего планирования работы. Анализ показывает, что максимальное число маршрутов может быть принято в пределах десяти, а продолжительность периода текущего планирования — примерно 0,5 — 0,7 ч.

Эффективность системы ПНМ определяется, прежде всего, существенным снижением загрузки ДСП постов ЭЦ. Так как математическое ожидание одновременно задаваемых маршрутов составляет n _ОДН? 3, можно ожидать сокращения примерно в 3 раза. Соответственно сократиться с 0,9 — 0,95 до 0,4 — 0,5. важно, что наибольшее снижение уровня загрузки ДСП произойдет в периоды максимального расформирования — формирования составов, когда = 1. это улучшит условия планирования маневровой работы на сортировочных станциях и повлечет за собой сокращение интервалов между операциями. Минимальной оценкой сокращения времени нахождения вагонов на сортировочной станции с внедрением системы ПНМ является 0,1 ч.

2.5 Оценка эффективности мероприятий по наращиванию пропускной и перерабатывающей способности станций

Чтобы использовать те или иные методы наращивания перерабатывающей способности, необходима их технико-экономическая оценка и обоснование, которые основаны на технических характеристиках станций до и после проведения намечаемых мероприятий (рисунок 2.5).

По оси абсцисс зафиксированы следующие точки: , — исходный вагонопоток; - вагонопоток на планируемый период; и — предельные вагонопотоки, перерабатываемые на станции без задержек поездов из-за неприема, до и после проведения мероприятий по наращиванию пропускной и перерабатывающей способности станции.

Увеличение размеров перерабатываемого вагонопотока сверх связано с ростом времени нахождения вагонов на станции и нарушениями режима поездной работы на прилегающих участках.

Возможный прирост размеров перерабатываемого вагонопотока при осуществлении какого-либо мероприятия оценивают по формуле

(2.17)

Если эксплуатационная надежность работы станции, определяемая вероятностью приема поездов без задержек на подходах, например, б_Н = 0,95, то обе точки (б_Н = 0,95) и (б_Н = 0,95) сдвинутся вправо, При этом ДN < ДN (б_Н = 0,95). Следовательно, значение ДN является предельным, и прирост возможных размеров переработки в результате проведения мероприятия следует оценивать по формуле (2.17) как «не менее ДN»; - технически возможный уровень загрузки станций, при котором не нарушаются условия взаимодействия станции с прилегающими участками.

В современных условиях загрузка большинства сортировочных станций близка или превышает уровень, поэтому оценка ДN — практически реальна.

Если исходный вагонопоток превышает (см. рисунок 2.5), где >, то оценка ДN не меняется, и ее определяют также по формуле (18). В этом случае часть прироста переработки —, получаемую в результате проведения мероприятий, расходуют на покрытие допущенной перегрузки станции.

Рисунок 2.5 Технические характеристики сортировочной станции:

1 — до наращивания пропускной и перерабатывающей способности; 2 — после проведения мероприятий

Важнейшее значение имеет оценка мер интенсификации по возможному снижению времени нахождения вагонов на станциях. Расчеты показывают, что доля затрат, связанная с изменением времени нахождения вагонов на станции, достигает 80% и более. Принципы определения Дt (см. рисунок 2.5) следующие.

Предположим, что в момент, когда закончено осуществление какого-либо мероприятия, станция перерабатывает вагонопоток (в среднем). Тогда время нахождения вагонов на ней снизится на Дt (). Если же с новым техническим оснащением станция будет работать до момента, пока переработка не достигнет, то среднесуточное значение снижения времени нахождения вагонов на станции при равномерном возрастании вагонопотока

(2.18)

При неравномерном по годам Т_i — возрастании вагонопотока за период от исходного Т₁ к планируемому Т₂ может быть установлена зависимость Тогда

Точно определить Дt весьма сложно. Для этого необходимо знать, как долго будет работать станция с новым техническим оснащением и как при этом изменится вагонопоток. Определить Дt таким образом можно, например, в перспективных расчетах этапности развития станций, когда определены сроки перехода ее от одного технического оснащения к другому и задано изменение вагонопотока по годам.

Более простой способ, близкий к реальным условиям работы, заключается в определении Дt при вагонопотоке, равном (см. рисунок 2.5), поскольку загрузка станций обычно не менее. При увеличении вагонопотока > возрастает Дt. Следовательно, использование в расчетах Дt означает, что расчетный эффект будет не ниже фактического.

В каком бы районе станции не проводили усиление технического оснащения или совершенствование технологии, прирост перерабатывающей способности определяют по увеличению возможностей приема поездов без задержек на подходах (или по заданному уровню надежности). Например, если в районе формирования сооружен дополнительный вытяжной путь или уложен путь в отправочном парке, то прирост переработки определяется только величиной ДN комплекса расформирования, а не тем, сколько дополнительных составов может быть сформировано, например, на вновь построенном вытяжном пути или выведено на новый путь в парке отправления.

Вместе с тем снижение времени нахождения вагонов на станции Дt определяют в основном именно для того устройства, техническое оснащение которого усилено, т. е. в данном случае его устанавливают исходя из снижения уровня загрузки вытяжных путей или уменьшения времени ожидания перестановки составов из сортировочного парка в отправочный. Кроме того, усиление технического оснащения района формирования и парка отправления в определенной степени скажется и на снижении простоя вагонов в ожидании расформирования.

Правильное определение Дt существенно уточняет значение изменения затрат, связанных с осуществлением какого-либо мероприятия интенсификации работы сортировочной станции. При этом изменение приведенных расходов, связанных с временем нахождения вагонов на станции,

где — приведенные расходы на 1 вагоно-ч нахождения вагонов на станции;

— среднесуточный вагонопоток за расчетный период.

Укрупненную технико-экономическую оценку мероприятий можно выполнить сравнением приведенных затрат и, приходящихся на один вагон перерабатывающей способности соответственно при дополнительном сооружении новых сортировочных станций (или систем) и при реализации способов повышения пропускной и перерабатывающей способности на эксплуатируемых станциях. При этом предлагаемые мероприятия можно признать эффективными, если

<.

3. Охрана труда

3.1 Общие сведения

С развитием научно-технического прогресса немаловажную роль играет возможность безопасного исполнения людьми своих трудовых обязанностей. В связи с этим была создана и развивается наука о безопасности труда и жизнедеятельности человека.

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) — это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасности человека в среде обитания, сохранение его здоровья, разработку методов и средств защиты путем снижения влияния вредных и опасных факторов до допустимых значений, выработку мер по ограничению ущерба в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

Цель и содержание БЖД:

— обнаружение и изучение факторов окружающей среды, отрицательно влияющих на здоровье человека;

— ослабление действия этих факторов до безопасных пределов или исключение их если это возможно;

— ликвидация последствий катастроф и стихийных бедствий.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм.

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов:

— определение оптимальных условий труда дежурного по горки;

— расчет уровня шума;

— предложения по снижению уровня шума [16, 17].

3.2 Шум и вибрация

Шум ухудшает условия труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ (А)) на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

В таблице 3.1 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.

Таблица 3.1. Предельные уровни звука, дБ, на рабочих местах

Категория напряженности труда дежурного по горке III-я, категория тяжести труда II-я. Уровень шума на рабочем месте дежурного по горке не должен превышать 65дБА.

3.3 Расчет уровня шума

Одним из неблагоприятных факторов производственной среды в сортировочном парке является высокий уровень шума, создаваемый при роспуске составов с горки, перестановки вагонов, заезде маневровых локомотивов за составами, переговоры по громкой внутристанционной связи.

Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:

(3.1)

где: — уровень звукового давления i-го источника шума;

— количество источников шума.

Полученные результаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данного рабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума, то необходимы специальные меры по снижению шума. К ним относятся: облицовка стен и потолка зала звукопоглощающими материалами, снижение шума в источнике, правильная планировка оборудования и рациональная организация рабочего места дежурного.

Уровни звукового давления источников шума, действующих на дежурного по горке на его рабочем месте представлены в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Уровни звукового давления различных источников

Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида источника в формулу, получим:

Полученное значение превышает допустимый уровень шума для рабочего места дежурного, равный 65 дБ. Поэтому следует принять ряд мер по увеличению шумоизоляции в кабинете дежурного по горке.

Для повышения шумоизоляции предлагаю установить пластиковые окна с тройным стеклопакетом. Звукоизоляция, которую обеспечивают пластиковые окна, зависит от трех факторов: толщины стекол, величины воздушного промежутка между стеклами и герметичности притвора. Трехкамерный стеклопакет, в котором расстояния между стеклами различны, снижает уровень наружного шума на 40Дб. Если звукоизоляция стеклопакета равна 40дБ, то общий шум сортировочного парка в 97.33 дБ, будет снижен в помещении дежурного до 57.33дБ при закрытых окнах. Соответственно такой стеклопакет оптимален для остекления кабинета дежурного по горке для обеспечения нормальных условий работы[16].

Так же установка пластиковых окон исключит необходимость использования электро-тенов в зимнее время для обогрева окон, так как газ аргон применяемый в камерах стеклопакетов припятствовает промерзанию стекол.

4. Экологическая безопасность

Окружающая среда — это область распространения жизни на земле, включающая в себя верхнюю часть земной коры, воды рек, озер, водохранилищ, морей и океанов, и нижнюю часть атмосферы. Окружающая среда представляет собой равновесную систему, в которой процессы обмена веществ и энергии происходят главным образом за счет жизнедеятельности организмов. Однако поступающие в окружающую среду загрязнения естественных источников (вулканы, лесные пожары и др.) и загрязнения от промышленных объектов, автотранспортных средств и т. п., нарушают равновесие протекающих процессов. Окружающая среда под действием загрязнений постепенно разрушается, — отравляются воздух и водоемы, уничтожается флора и фауна. Проблема осложняется ростом народонаселения планеты и его концентрацией в городах.

На долю железнодорожного транспорта приходится 75% грузооборота и 40% пассажирооборота транспорта общего пользования в РФ. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и, соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Однако по абсолютным значениям загрязнение от железнодорожного транспорта значительно меньше, чем от автомобильного. Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими основными причинами:

— низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);

— широким применением электрической тяги (в этом случае выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава отсутствуют);

— меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами (одна полоса движения для автодорог I и II категорий составляет 3,75 м, соответственно для автодороги с четырьмя полосами движения ширина проезжей части равна 2×7,5 м, с шестью полосами -2×11,25 м; под обочины отводится 3,75 м; железнодорожная колея имеет ширину 1,52 м, соответственно на двухпутную железную дорогу будет приходиться 10−12 м).

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог (табл. 4.1).

Воздействие на экосистемы в процессе эксплуатации. Подвижные источники загрязнения. Выбросы загрязняющих веществ от подвижных источников составляют в среднем 1,65 млн. т в год. Основное загрязнение происходит в районах, где в качестве локомотивов используют тепловозы с дизельными силовыми установками.

При работе магистральных тепловозов в атмосферу выделяются отработавшие газы, по составу аналогичные выхлопам автомобильных дизелей. Одна секция тепловоза выбрасывает в атмосферу за час работы 28 кг оксида углерода, 17,5 кг оксидов азота, до 2 кг сажи. Но тепловозные дизели припоездной работе имеют более стабильный режим нагрузок, так как регулирование скорости производится с помощью электротрансмиссии, а дизель работает с малыми отклонениями частот вращения. В связи с этим выделение загрязняющих веществ значительно сокращается [19,20,22].

Вместе с тем, маневровые тепловозы работают в переменных режимах с частыми троганиями, ускорениями и торможениями. В этом случае выброс отработавших газов значительно возрастает. Аналогичный характер загрязнений наблюдается у тепловозов отделений временной эксплуатации, обеспечивающих перевозки строительных и других грузов к участкам и объектам проведения строительных работ.

Таблица 4.1. Источники загрязнения окружающей среды объектами железнодорожного транспорта [20,21,22].

Притрассовый автотранспорт, строительные, путевые и ремонтные машины обеспечивают проведение строительных и ремонтных работ на железнодорожных путях и полосе отвода, что также приводит к загрязнению окружающей среды отработавшими газами, пылью, нефтепродуктами.

Помимо выбросов продуктов сгорания топлива, ежегодно при перевозке и перегрузке грузов из вагонов в окружающую среду поступает около 3,3 млн. т руды, 0,15 млн. т солей и 0,36 млн. т минеральных удобрений. Более 17% развернутой длины железнодорожных линий имеют значительную степень загрязнения пылящими грузами. При остановке и трогании поездов из буксируемых колесных пар выливаются жидкие смазочные материалы. Из вагонов-цистерн на пути и междупутье, во время перевозок, вследствие не герметичности клапанов и сливных приборов цистерн, не плотностей люков теряются нефтепродукты. Они просачиваются через почвенные горизонты и загрязняют грунтовые воды.

Из пассажирских вагонов происходит загрязнение железнодорожного полотна сухим мусором и сточными водами. На каждый километр пути выливается до 180 — 200 м. куб. водных стоков, причем 60% загрязнений приходится на перегоны, остальное — на территории станций.

До настоящего времени пассажирские вагоны не полностью переведены на электроподогрев. При работе печного отопления в вагонах, для которого используется каменный уголь, в атмосферу выделяется большое количество соединений серы, углекислого и угарного газа и других вредных компонентов.

Особую тревогу с точки зрения экологической безопасности вызывает перевозка опасных грузов. К опасным грузам относятся вещества и изделия, которые в силу присущих им свойств и особенностей при экстремальных обстоятельствах в процессах перемещения или хранения могут нанести вред окружающей среде, вызвать взрыв, пожар или повреждение транспортных средств, зданий и сооружений, а также гибель, травмирование, отравление, заболевания людей или животных.

По казахстанским железным дорогам перевозятся опасные грузы 890 наименований, которые при нарушении условий перевозки и возникновении аварийных ситуаций могут вызвать разные виды опасности: пожарои взрывоопасность, токсичную, радиационную, инфекционную и коррозионную. Любой химический груз содержит потенциальную опасность, так как обладает токсичными свойствами. Некоторые вещества, не являющиеся ядовитыми в обычных условиях, способны стать ими при резком изменении внешних условий (попадании в огонь, изменении давления, увлажнении, соединении с другими веществами и пр.).

Наиболее часто встречающимся видом опасности является пожарная, которая приводит к возгораниям, взрывам и выделениям токсичных веществ, заражению местности высокотоксичными продуктами.

При перевозке опасных грузов происходят утечки нефтепродуктов, ядовитых и других веществ в пути следования. По показателю аварийности с опасными грузами судят об общем уровне экологической безопасности на железнодорожном транспорте.

Рефрижераторные секции и вагоны, используемые для перевозок скоропортящейся продукции, оборудованы холодильными установками, которые используют энергию автономного дизеля. При вынужденных простоях в ожидании разгрузки холодильная установка приводится в действие дизелем, который за 1 ч работы сжигает 23 кг дизельного топлива. Чтобы поддерживать заданную температуру, дизель должен работать 10 ч в сутки, потребляя топливо и загрязняя атмосферу.

В холодильном оборудовании рефрижераторного подвижного состава используются озоноразрушающие вещества (фреон и другие ХФУ), которые в случае утечки оказывают воздействие на глобальный природный баланс озона в стратосфере. Каждая холодильная машина (их две на вагон) заправлена 35 кг фреона. В силу изношенности оборудования герметичность холодильных машин нарушается, и газ вытекает из системы охлаждения. Утечки — явление часто повторяющееся. Они приводят к активизации процессов уничтожения озона. Серьезность глобальной экологической проблемы разрушения озонового слоя требует скорейшего отказа от применения озоноразрушающих веществ в отечественном холодильном оборудовании.

Стационарные источники загрязнения. На железнодорожном транспорте имеется 35 970 стационарных источников выбросов в атмосферу. От них поступает в атмосферу 197 тыс. т загрязняющих веществ ежегодно, в том числе 53 тыс. т твердых веществ, 144 тыс. т — газообразных. Более 90% выбросов приходится на котлоагрегаты (котельные, кузнечные производства). Как правило, на каждом ремонтном предприятии железнодорожного транспорта имеется собственная котельная, работающая на газе или мазуте. Всего на железнодорожном транспорте насчитывается 2000 котельных.

Локомотивные, вагонные депо, предприятия промышленного железнодорожного транспорта, заводы по ремонту подвижного состава имеют производства и осуществляют технологические процессы, характерные для технического обслуживания и ремонта подвижного состава всех видов транспорта. Компоненты и структура загрязняющих веществ у них в основном совпадают. Так, например, при окрасочных работах на предприятиях железнодорожного транспорта используется более 70 тыс. т различных лакокрасочных материалов, при этом ежегодный выброс загрязняющих веществ в атмосферу составляет 27 тыс.т.

Кроме того, в локомотивных депо производится загрузка сухого песка в тормозную систему локомотива. Технологический процесс подготовки песка включает сушку в сушильной печи при сгорании газа или мазута, подачу сухого песка пневмотранспортером в хранилище, складирование и транспортировку в раздаточный бункер к месту загрузки. Процесс сопровождается выделением пылевидных частиц в окружающую среду практически на всех стадиях его протекания. В настоящее время пылеулавливающими устройствами на стационарных источниках оборудованы лишь 1,8% вагонных депо, 4,6% локомотивных депо, 7,8% котельных. Сброс сточных вод локомотивным депо составляет 20 — 400 тыс. м. куб. в год, пассажирским вагонным депо — 30 — 180 тыс. м. куб., грузовым вагонным депо — 20 -150 тыс. м. куб [20,21,].

Специфическими для железнодорожного транспорта являются предприятия по подготовке и пропитке шпал, щебеночные заводы, промывочно-пропарочные станции.

Общий годовой объем перерабатываемой на шпалопропиточных заводах, древесины — около 2 млн. м.куб. Шпалы пропитывают антисептиком, в состав которого входят каменноугольное и сланцевое масла. Подготовленные шпалы помещают в пропиточный цилиндр, который заполняют под давлением антисептиком. Процесс пропитки длится от двух до восьми часов при температуре около 200 °C. После пропитки антисептик удаляется из пропиточного цилиндра с помощью сжатого воздуха и вакуум-насоса. Готовые шпалы выгружаются из цилиндра и после остывания отправляются на склад. Основными источниками выделения загрязняющих веществ являются пропиточный цилиндр в период откачки антисептика, трубопроводы и вакуум-насос, а также остывающие шпалы в процессе их транспортировки в вагонетках на склад.

Процесс обработки шпал сопровождается выделением в воздушную среду нафталина, антрацена, аценафтена, бензола, толуола, ксилола, фенола, то есть веществ, относящихся в большинстве своем к 2-му классу опасности.

Помимо атмосферы, на шпалопропиточных заводах происходит загрязнение почвы и водоемов. Основными загрязнителями являются сланцевые и каменноугольные масла, в состав которых входят фонолы, их накопление в почве опасно для живых организмов. Сточные воды ШПЗ насыщены антисептиком, растворенными смолами, фонолами. Один шпалопропиточный завод сбрасывает в год от 40 до 150 тыс. м. куб. производственных и хозяйственно-бытовых вод.

В отрасли функционирует около 100 предприятий по переработке щебня. Щебень добывают открытым способом в карьере с применением взрывных работ. Материалом служат горные породы. Раздробленная после взрыва горная масса грузится экскаватором на автотранспорт и доставляется в дробильно-сортировочный цех завода, где ведется ее дальнейшее измельчение. После сортировки готовый щебень подается на склад или отгружается потребителям. На всех этапах получения щебня в воздух интенсивно выделяется минеральная пыль, содержащая свыше 70% диоксида кремния. Для снижения пылевых выбросов используют гидрообеспыливание и аспирацию (принудительный отсос пыли). Сточные воды щебеночного завода (в объеме от 10 до 250 м. куб. в год) образуются при промывке щебня, в гидрозатворах дробилок, при мокрой очистке воздуха в аспирационных системах. Они могут представлять опасность для экосистем при попадании в близлежащие водоемы.

В составе вагонных депо, либо как самостоятельные предприятия действуют около 40 промывочно-пропарочных станций (ППС), где производится очистка цистерн от остаточных нефтепродуктов. При очистке цистерн выполняют следующие операции: пропарка внутренней полости паром, промывка горячей водой, продувка и удаление остаточных газов из цистерны (дегазация). Все они сопровождаются выделением загрязняющих веществ в окружающую среду, удельные значения которых, приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Удельные выбросы загрязняющих веществ при очистке цистерн

Сточные воды ППС (объемом от 60 до 500 м. куб.) загрязнены нефтепродуктами, растворенными органическими кислотами, фенолами. Если в цистерне осуществлялась перевозка этилированного бензина, стоки содержат, кроме того, тетраэтилсвинец. Для обмывки используется оборотное водоснабжение, при котором обмывочная вода после прохождения через очистные сооружения и отделения от нефтепродуктов используется повторно.

Значительное загрязнение сточных вод наряду с ППС получается в пунктах подготовки и обмывки грузовых и пассажирских вагонов. Ведется обмывка внутренней и наружной поверхностей крытых грузовых вагонов и наружной обшивки пассажирских вагонов. В состав загрязнений входят остатки перевозимых грузов, минеральные и органические примеси, растворенные соли и др.

В них также присутствуют бактериальные загрязнения. Пункты в основном не имеют оборотного водоснабжения, что резко увеличивает потребление водных ресурсов и загрязнение природной среды.

Воздействие на экосистемы при строительстве железнодорожных линий. При строительстве железных дорог оказывается сильное воздействие на естественные экосистемы.

При проведении буровзрывных и отделочных работ происходит механическое и химическое загрязнение среды. С открытых складов угля и строительных материалов выветриваются твердые частицы, пыль и другие мелкодисперсные вещества.

Укладка балласта при строительстве и реконструкции железнодорожных линий является еще одним негативным аспектом воздействия на здоровье людей. В качестве балласта сейчас используется смесь щебня и отходов асбестового производства. Последние поставляются с обогатительных комбинатов, где получают асбестовую пряжу из горной породы — серпентина. Ежегодно производят более 3,8 млн. м. куб. балласта с содержанием асбеста, и примерно 50% путей уложено с использованием асбестового балласта. По сравнению с обычным щебеночным балластом, асбестовый балласт имеет более низкую стоимость, хорошо уплотняется и имеет малый коэффициент фильтрации в уплотненном состоянии. Это препятствует проникновению воды внутрь насыпи.

Экологическая опасность применения асбестосодержащего балласта состоит в том, что он при погрузке, транспортировке, хранении и укладке вызывает сильную запыленность. Даже после его укладки в период эксплуатации дороги поднимающаяся от движения поездов асбестовая пыль попадает внутрь вагонов и распространяется на 50−100 м от колеи. Высокая степень содержания асбестовой пыли на рабочих местах путевых рабочих, монтеров, машинистов щебнеочистительных и землеуборочных машин приводит к ряду профессиональных заболеваний, таких как асбестов, хронический бронхит и трахеобронхит. Являясь хорошим сорбентом, асбест накапливает в себе полициклические ароматические углеводороды, усиливающие его канцерогенность. В результате это может привести к возникновению злокачественных опухолей легких.

Строительство железных дорог связанно с изъятием земельных ресурсов под постоянные и временные сооружения, коммуникации. Земли, находящиеся под временными сооружениями, по завершении строительства должны подлежать рекультивации, однако на практике она осуществляется менее чем с 50% земель.

Наряду с изъятием земель происходит уничтожение зеленых насаждений, в первую очередь лесов. По статистическим данным, сооружение 1 км железных дорог сопровождается вырубкой леса на площади от 3 до 20 га. После окончания строительства требуется проводить лесонасаждение вдоль железнодорожных линий, что является средством их защиты от неблагоприятных природных явлений (метелей, заносов и т. п.) и техногенного загрязнения. В настоящее время площади искусственных лесопосадок на железнодорожном транспорте России составляют 200 тыс. га и столько же занято естественными лесами, однако примерно 2/3 из них требуют восстановления и реконструкции.

Рассмотренные экологические последствия влияния железнодорожного транспорта не являются исчерпывающими и могут иметь другие проявления в конкретных ситуациях.

5. Экономическая часть проекта

5.1 Выбор мощности сортировочной горки для расчета оптимального режима работы сортировочной станции

Сортировочные горки (СГ) являются основным техническим устройством сортировочной станции, от оптимальной работы которых зависит сокращение простоев вагонов, обеспечение их сохранности, ускорение доставки грузов клиентам. Поэтому в современных условиях, когда на первое место выходят качественные показатели работы железных дорог, роль сортировочных горок не только не снизилась, но еще более возросла, несмотря на заметное уменьшение объемов переработки. От того, насколько эффективно и качественно функционируют механизированные и автоматизированные сортировочные горочные комплексы, зависят итоги работы всей сети железных дорог.

Основной показатель работы СГ — перерабатывающая способность, которую можно повысить совершенствованием путевого развития горки, технического оснащения и внедрением прогрессивной технологии работы, а именно:

1. Устройством обходных соединительных путей (в обход вершины горки) между крайними пучками сортировочного парка и предгорочной горловиной парка приема.

2. Секционированием надвижных путей для попутного надвига составов из парка приема к вершине горки вслед друг за другом с минимальным интервалом.

3. Увеличением числа путей надвига и роспуска составов.

4. Внедрением поточно-кольцевого способа работы и увеличением числа и мощности горочных локомотивов.

5. Оборудованием горок ГАЦ, АРС, ТГЛ и АЗСР и использованием режима роспуска составов с переменной скоростью в зависимости от длины и веса отцепов и маршрутов следования их в сортировочный парк.

6. Автоматизированной расцепкой вагонов на горке.

7. Совершенствованием конструкций замедлителей.

8. Применением режима параллельного роспуска составов на горках.

Рассмотрим возможные варианты работы механизированной сортировочной горки для схемы сортировочной станции с последовательным расположением парков приема и сортировочного (рисунок 5.1) при различном сочетании путей надвига и роспуска, количества работающих горочных локомотивов, а также наличием обходных путей вокруг горба горки.

Рисунок 5.1 Схема заезда горочного локомотива в «хвост» состава Условные обозначения: — расстояние от горба горки до «головы» состава, м; - расстояние между предельными столбиками в парке приёма (полезная длина пути), м; - длина полурейса заезда горочного локомотива от горки за горловину парка приёма, м; - длина полурейса заезда в «хвост» состава на путь парка приёма, м; - длина маневрового локомотива (18 м).

Для каждого варианта технологии работы горки рассчитываются ее показатели. Наилучшим будет вариант с максимальной суточной перерабатывающей способностью и рациональной загрузкой горки, находящейся в пределах .

К основным показателям горочной технологии относятся:

1. Продолжительность технологического цикла работы горки , мин, — это время занятия горки всеми операциями по роспуску определенной группы составов от конца (начала) одного осаживания до конца (начала) другого.

2. Горочный технологический интервал, мин, — среднее время занятия горки расформированием одного состава, который (без учета времени на технологические перерывы в работе горки для выполнения постоянных операций и окончанием формирования составов) определяется:

(5.1)

где — число составов поездов, расформированных на горке за время технологического цикла.

3. Горочный интервал, мин, учитывающий технологические перерывы в работе горки () и время на занятие горки операциями по окончанию формирования составов за сутки ().

(5.2)

где — технологические перерывы в работе горки в минутах (это суммарное за сутки время для технического обслуживания горочных устройств, для экипировки горочных локомотивов, для ликвидации нерасцепов вагонов и др.), принимается для средних условий 60ч90 мин.

4. Темп работы горки -, поездов/ч — это максимальное число составов поездов, которое может быть расформировано-сформировано через горку в течение часа в зависимости от принятой технологии ее работы:

(5.3)

5. Перерабатывающая способность горки в вагонах:

— часовая:

N^ч_c= 60 / t_г m_р, (5.4)

— суточная:

N^с_г= 1440 / t_г m_р + N^г_повт, (5.5)

где — число вагонов в расформировываемом составе;

— число повторно переработанных на горке вагонов (местных, из ремонта, при выполнении операций по окончанию формирования составов на горке, при формировании групповых поездов и др.).

6. Коэффициент загрузки горки — это отношение количества прибывающих в переработку поездов за сутки к возможной перерабатывающей способности горки в поездах :

(5.6)

7. Коэффициент использования горочных механизмов определяется по формуле:

(5.7)

где — время роспуска состава с горки, мин.

8. Себестоимость переработки одного вагона — это отношение текущих затрат, связанных с переработкой вагонов на горке, к общему количеству переработанных за это время вагонов :

(5.8)

где — сумма расходов на содержание маневровых локомотивов, составительских бригад, горочных механизмов, контингента работников горки за сутки, тыс. тенге При выборе оптимального режима работы сортировочной станции необходимо учитывать затраты на усиление мощности горки, которые определяются по формуле:

(5.9)

где — стоимость содержания одного горочного локомотива в сутки, тенге/сут;

— капитальные затраты на усиление мощности горки в том или ином варианте технического оснащения, тенге.;

— нормативный срок окупаемости капитальных вложений, лет;

— годовые эксплуатационные затраты, связанные с содержанием дополнительных устройств, на усиление мощности горки, тенге/год;

— число горочных локомотивов в том или ином варианте технологии.

Для определения составляют технологические графики работы горки (рис. 5.2) с учетом конкретных условий ее работы (схемы, конструкции горловин и др.) и с учетом враждебности маршрутов приема поездов, уборки поездных локомотивов и маршрутов маневровых передвижений.

Из таблицы 5.1 видно, что наибольшая перерабатывающая способность, обеспечивается в 10-м варианте мощности горки. Но при таком техническом оснащении и технологии работы значительно увеличиваются годовые приведенные затраты на усиление мощности горки. Вариант 1 не рассматривается, так как не обеспечивает технически рациональные размеры переработки вагонов на горке. Поэтому область применения рассчитанных вариантов находится в пределах: 2−9 варианты мощности горки.

Данные результаты расчетов могут использоваться при расчете оптимального режима работы сортировочной станции.

Рисунок 5.2 Технологический график работы горки (для 6-го варианта мощности горки из табл. 5.1)

Таблица 5.1. Показатели горочной технологии при различных вариантах технического оснащения горки

Примечание: Н — путь надвига; Р — путь роспуска; Л — горочный локомотив; ОП — обходной путь; ПРР — параллельный роспуск; ПРН — параллельный надвиг; ППН — попутный надвиг.

Заключение

Железнодорожный транспорт представляет собой в настоящее время огромную разветвленную сеть, имеющую сложные инженерные сооружения и технические средства. Железнодорожные линии соединяют все жизненно важные районы страны, что способствует их ускоренному развитию.

Все большее распространение получает технология непосредственно взаимодействия магистрального железнодорожного транспорта с крупными промышленными и агропромышленными комплексами. Такая технология взаимодействия магистрального и промышленного железнодорожного транспорта, отличающаяся высокой экономичностью для предприятий, применяется и во многих других отраслях народного хозяйства.

Наряду со строительством новых линий важное значение имеет развитие существующих сооружений двухпутных и многопутных линий, удлинение приемо-отправочных путей, реконструкция станций, оборудование железнодорожных полигонов современными средствами регулирования движением поездов и управления.

Большое значение имеет дальнейшая электрификация железнодорожного транспорта в Казахстане. Электрифицированные линии в сравнении с линиями на тепловозной тяге обладают многими преимуществами: выше скорость движения поездов, экономичность эксплуатации за счет экономии нефтяного топлива, есть возможность обеспечения экологических требований и охраны окружающей среды.

Железнодорожные станции являются основным структурным подразделением, обеспечивающим бесперебойное и качественное проследование вагонопотоков и их обработку.

В дипломной работе разработаны основные разделы, отражающие технологию работы станции: дана технико-экономическая характеристика станции и прилегающих участков, рассмотрена технология обработки составов в парке приема, отправления, сортировочном. Выполнены все основные расчеты по нормированию выполнения технологических операций и маневровой работе: расформирование составов на сортировочной горке, окончание формирования, перестановке составов из парка в парк, числа маневровых локомотивов.

Техническая деталь работы — эффективность известных методов по повышению пропускной и перерабатывающей способности станций и выбор мощности сортировочной горки для расчета оптимального режима работы сортировочной станции.

1. В. А. Кудрявцев, А. К. Угрюмов, А. П. Романов «Технология эксплуатационной работы на железных дорогах». Учебник для технических школ железнодорожного транспорта. — М.: Транспорт, 1994 г. 250 с.

2. Кочнев Ф. П., Сотников И. Б. «Управление эксплуатационной работой железных дорог». — М.: Транспорт, 1990 г. 450 с.

3. Заглядимов Д. П., Петров А. П. «Организация движения на железнодорожном транспорте». — М.: Транспорт, 1985 г. 260 с.

4. Грунтов П. С. «Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте». — М.: Транспорт, 1994 г. 480 с.

5. Сотников И. Б. «Взаимодействие станций и участков железных дорог». — М.: Транспорт, 1976 г. 240 с.

6. Сотников И. Б. «Эксплуатация железных дорог (в примерах и задачах)». — М.: Транспорт, 1984 г. 240 с.

7. Каретников А. Д., Воробьев И. А. «График движения поездов». — М.: Транспорт, 1979 г. 300 с.

8. Тихомиров И. Г. и др. «Организация движения на железнодорожном транспорте». — Минск: Высшая школа, 1979 г. 380 с.

9. Белов И. В., Галабурда В. Г. «Экономика железнодорожного транспорта». — М.: Транспорт, 1989 г. 250 с.

10. Корешков А. Н. «Выбор оптимальных параметров технологии работы и технического оснащения сортировочных станций». — М.: Транспорт, 1997 г. 240 с.

11. Бекжанов З. С. Учебное пособие «Организация работы сортировочной станции». Алматы, 2003;87 с.

12. Правдин Н. В., Негрей В. Я., Подкопаев В. А. «Взаимодействие различных видов транспорта», — М.: Транспорт, 1989 г. 208 стр.

13. Омаров А. Д., Целиков В. В. и др. «Экологическая безопасность на транспорте». Алматы, 1999 г. 400 стр.

14. Омаров А. Д. и др. «Инженерные решения по безопасности труда на транспорте». Справочник — Алматы, 2002 г. 460 стр.

15. Брагин С. Б., Сабетов А. Н. «Экспедирование. Экономика. Транспорт». Учебное пособие. Алматы, 2002 г. 398 стр.

16. Гранквист В. В., Жданов П. А., Михайличенко Н. Г. «Охрана труда на железнодорожном транспорте», М.: Транспорт. 1972 г. 377 стр.

17. Волков Б. А. «Экономические изыскания и основы проектирования железных дорог». М.: Транспорт. 1990 г. 270 стр.

18. Белов И. В. «Экономика железнодорожного транспорта», М.: Транспорт. 1989 г. 350 стр.

19. Научно-производственный журнал о транспортном и экспедиторском бизнесе «Магистраль» Алматы, 2003 г., 2004 г., 2005 г.