Вибір маси та швидкості руху пасажирських поїздів

Визначення маси в пасажирському русі відрізняється від розрахунку маси для вантажного руху, де маса вантажного поїзда розраховується найбільша за максимальною силою тяги на розрахунковому підйомі. В пасажирському русі приймається найменша маса поїзда, що надає можливість використовувати потужність поїзного локомотива для підвищення швидкості руху. При цьому забезпечується відповідність довжини состава довжині пасажирської платформи, що додає більше зручностей пасажирам при посадці і висадці, а також при користуванні вокзальними підрозділами.

Маса та швидкість руху пасажирських поїздів залежить від:

- технічних засобів залізниць: вид тяги, план рухомого складу;

- профілю колії і верхньої будови;

- типу засобів автоматики, телемеханіки і зв’язку;

- наявного пасажиропотоку і категорій поїздів (швидкий, пасажирський);

- вимог пасажирів по забезпеченню зручних моментів відправлення пасажирських поїздів із початкових станцій (приписки, формування) і прибуття їх на кінцеві станції, на підставі таких даних можна попередньо визначити бажану для пасажирів тривалість поїздки t_n і відповідно маршруту швидкість (відношення довжини маршрута z до тривалості поїздки t_n), а потім і масу поїзда;

- величини пропускної спроможності залізничної колії;

- можливості початкової прокладки пасажирських поїздів з метою скорочення коефіцієнта знімання пропускної спроможності пасажирськими поїздами і забезпечення раціонального сумісного використання пропускної спроможності вантажним і пасажирським рухом;

- вимог забезпечення такого співвідношення швидкостей руху вантажних і пасажирських поїздів, яке дасть можливість забезпечити хороші показники графіка руху, як вантажних, так і пасажирських поїздів.

Розрахунок маси і швидкості руху поїздів проводиться разом в такій послідовності:

- намічається можлива маршрутна швидкість (середня швидкість руху пасажирського поїзда від станції приписки состава до кінцевої станції обороту з врахуванням тривалостей всіх стоянок на маршруті і знаходження поїзда в русі на дільницях) пасажирського поїзда певної категорії (швидкісний, швидкий, пасажирський):

. (8.3)

- визначається середня ходова швидкість поїзда як відношення довжини маршрута прямування поїзда z до тривалості часу ходу поїзда по дільницях (різниця між величиною повного часу на прямування поїзда від початкової до кінцевої станції t_n і сумарною тривалістю всіх його стоянок на маршруті ):

(8.4)

- на підставі тягових розрахунків визначається еквівалентний підйом і_е (уявний рівномірний підйом протягом всього маршруту прямування поїзда, при якому локомотив з поїздом виконав би таку ж механічну роботу, як при русі по фактичному профілю) і у відповідності величини ходової швидкості знаходяться відповідні їй основний питомий опір руху локомотива і вагонів [25]:

(8.5)

(8.6)

- у відповідності до тягової характеристики відповідного поїзного локомотива графік функції дотичної сили тяги F_x від величини ходової швидкості для встановленої величини ходової швидкості визначається величина дотичної сили тяги F_x;

- із рівняння руху поїзда (сила тяги локомотива дорівнює сумарній величині опору локомотива і вагонів):

(8.7)

знаходиться величина маси пасажирського поїзда певної категорії для конкретного напрямку:

(8.8)

де - маса пасажирського поїзда;

- маса поїзного локомотиву певного типу.

- на підставі величини маси поїзда розраховують тривалість його ходу на кожному перегоні і дільниці для використання при побудові графіка руху поїздів.

Кількість вагонів в составі пасажирського поїзда визначається за формулою:

(8.9)

де - середня вантажопідйомність вагона в составі поїзда (приймається 60 т).

Уніфікована тара пасажирського вагона приймається на рівні 52 т. На залізничних станціях для посадки-висадки пасажирів довжина пасажирської платформи обмежена (не більше 500 м). Тому кількість вагонів в составі пасажирського поїзда, враховуючи багажний і вагон-ресторан, обмежується довжиною платформи. Тому величина маси поїзда підлягає коригуванню. Остаточно маса состава пасажирського поїзда і кількість вагонів в ньому визначається при складанні композиції поїзда (підбір певних типів вагонів в состав поїзда) і розрахунку населеності состава поїзда. Доцільно намітити декілька варіантів композицій состава, а отже маси і швидкості пасажирського поїзда і вибрати із них найвигідніший з точки зору вимог пасажирів і економічної доцільності. При таких обґрунтуваннях необхідно враховувати капіталовкладення в рухомий склад і експлуатаційні витрати по кожному варіанту.

 

План формування і розміри руху пасажирських поїздів

 

При нормуванні і організації руху пасажирських поїздів на залізницях необхідно забезпечити наступне:

- повне, своєчасне і якісне задоволення потреб населення в перевезеннях;

- скорочення тривалості поїздок пасажирів;

- мінімально можлива кількість пересадок пасажирів;

- бажане прибуття пасажирських поїздів в кінцеві пункти обороту составів в ранковий час, а відправлення – ввечері;

- ефективне використання технічних засобів ліній, особливо рухомого складу (пасажирських вагонів, поїзних локомотивів).

План формування пасажирських поїздів (ПФПП) для кожного напрямку встановлює станції формування і призначення поїздів всіх категорій. Раціональний варіант ПФПП повинен максимально забезпечити перевезення пасажирів без пересадок і ефективне використання пасажирських вагонів і поїзних локомотивів.

Для побудови графіка і розкладу руху поїздів необхідно визначити кількість пасажирських поїздів за категоріями і призначеннями (напрямками) з врахуванням величини характеру пасажиропотока, норм мас пасажирських поїздів, композиції составів і місткості пасажирських вагонів. На розміри руху впливає також техніко-експлуатаційна характеристика станцій, які розміщуються по маршруту руху поїзда.

Потужність величини спадів і загороджень пасажиропотоків на залізничній лінії представляються на діаграмі дальніх і місцевих пасажиропотоків, яка обов’язково будується для кожного напрямку (маршруту прямування пасажиропооків), на початковому етапі розрахунку ПФПП і дає можливість установити дільниці обороту пасажирських поїздів. Вибір призначень (маршрутів прямування) і розміри руху швидкісних, швидких і пасажирських поїздів виконується на підставі прогнозних пасажиропотоків. В розрахунках враховується найбільша величина пасажиропотока в парному або непарному напрямках. Крім того, розміри руху пасажирських поїздів визначаються по максимальній густині пасажиропотока між станціями формування і обороту пасажирських поїздів.

Загальну кількість пасажирських поїздів (швидких, швидкісних і пасажирських)для конкретного призначення ПФПП:

(8.10)

де - частина пасажиропотока конкретного напрямку, яка обслуговується швидкісними і швидкими поїздами;

- середньодобовий плановий пасажиропоток максимальних обсягів перевезень, який визначається на підставі даних статистичної звітності і прогнозних матеріалів;

- середня місткість відповідно швидкісних, швидких і пасажирських поїздів.

Місткість состава залежить від категорії пасажирського поїзда, його маси і композиції. На кількість вагонів в составі також впливає довжина пасажирської платформи. Середня місткість пасажирського поїзда визначається:

(8.11)

де - середня кількість пасажирського вагона, ваг.;

- кількість вагонів в одному поїзді конкретної категорії і призначення.

Середня місткість одного вагона визначається:

(8.12)

де - кількість в составі пасажирських вагонів різних категорій;

- місткість вагонів різних категорій, пас.

Маса составів швидких і пасажирських поїздів змінюється від 600 т до 1400 т при відповідній зміні кількості вагонів в составах від 10 ваг. до 24 ваг. Для швидких поїздів максимальна маса, як правило, складає 700-800 т. В залежності від кількості вагонів встановлюється композиція состава і визначається його місткість (розрахункова) . Фактична місткість состава буває, як правило меншою від розрахункової, а може і дорівнювати їй (найбільш бажаний варіант). Тоді коефіцієнт місткості пасажирського поїзда визначається:

(8.13)

В розрахунках з врахуванням добової нерівномірності пасажиро потоків коефіцієнт місткості рекомендується приймати на рівні 0, 90 - 0, 95.

Перевезення запланованих пасажиро потоків прямого і місцевого сполучень в залежності від ступеня регулярності їх зародження можна проводити наступним і використанням різних систем:

- поїздами щоденного обороту з призначенням одного і більше поїздів за добу;

- поїздами періодичного обороту з відправленням їх із пунктів приписки по парним (непарним) числам місяця або по конкретним дням тижня;

- безпересадочними вагонами з перечепленням їх в крупних вузлах маршруту прямування.

Виходячи з цього, всі призначення пасажирських поїздів діляться на дві категорії:

- безумовні, забезпечені стабільними пасажиро потоками на поїзда щоденного обігу;

- умовні, забезпечені пасажиро потоками на поїзда періодичного обороту.

При визначенні маршрутів обороту пасажирських поїздів станції їх призначення обираються ті, де склад пасажиропотока перебільшує місткість одного состава. При цьому слід прагнути збільшувати дальність пробігу поїздів (станціями приписки і обороту), що покращить умови проїзду пасажирів за рахунок підвищення швидкості руху і відсутності пересадок під час поїздки. Але для пасажирів, які від’їжджають із попутних станцій умови обслуговування погіршуються через складність придбання заздалегідь квитків на потрібний поїзд, тому що вони вимушені чекати надходження інформації про зайнятість місць в поїзді, який буде проходити їхню станцію. На попутних пасажирських станціях можна влаштовувати пункти формування пасажирського поїзда лише у випадку, коли величина пасажиропотока перевищує місткість одного состава при наявності на такій станції відповідних засобів, необхідних для підготовки состава в рейс.

В розрахунках ПФП намічається декілька варіантів формування поїздів, в яких для кожного призначення встановлюють категорію пасажирського поїзда, потім і визначають розміри руху. Для стабільних пасажиропотоків слід призначати швидкі поїзда, які реалізують найбільші швидкості руху, високий комфорт поїздки і якість обслуговування пасажирів. Для інших пасажиропотоків, а також для пасажиро потоків, які перевозяться на короткі відстані (в межах дільниці) слід передбачати пасажирські поїзда. Різні варіанти ПФПП порівнюють за наступними показниками:

- потрібний парк пасажирських вагонів і поїзних локомотивів;

- середньодобовий пробіг составів;

населеність составів (коефіцієнт їх використання).

На підставі даних цих показників із намічених варіантів обирається раціональний, який буде забезпечувати найменшу потребу рухомого складу (вагонів, локомотивів), максимальний середньодобовий пробіг і населеність составів.