Файл: Тихонов, К. К. Выбор оптимальных параметров эксплуатации железных дорог.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 0
ftp), a) |
|
|
или |
по обработанным |
данным |
стати |
|||||
0,50 |
|
|
стической |
выборки |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(21) |
|
|
т/пог.м |
Таким |
образом, |
варьируемая ве |
||||||
|
|
совая |
норма |
грузовых |
поездов в рас |
||||||
|
|
|
|
четах |
определяется |
условием |
(4) или |
||||
|
|
|
|
|
|
Qx = PxU" + 1уЯ — ал)> |
(22) |
||||
|
|
|
|
а средний |
вес поездов |
|
|
||||
1800V |
|
|
|
|
Qcp ^ |
Рср С " ~!" ^уд ап)> |
(23) |
||||
\pmmflcT-SW |
причем |
|
|
|
|
|
|||||
|
1600 ZS003S00 |
woo£meH,m |
|
|
|
|
Рср = /(Р.г-) |
|
|||
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|||
Рис . |
12. Распределение поездных |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
погонных нагрузок |
по нормально |
|
|
|
|
* 0 " + 'уд —а л) |
(24) |
||||
му закону (а) и зависимость |
сред |
|
|
|
|
|
|
|
|||
него |
веса поездов от весовой |
нор |
|
|
|
|
|
|
a i P i |
|
|
мы (б) при = 850 м |
|
|
|
|
Ра |
Рх |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а при заданном |
непрерывном |
законе |
распределения |
поездных |
погон |
||||||
ных |
нагрузок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qcv |
/ > * № - * у д + вл) |
|
|
|
(25) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
\ |
f(P)dp+ |
— |
|
\ |
pf{Pf)dp |
|
|
|
|
|
|
J |
|
Рх |
i |
|
|
|
|
|
|
Зависимость |
среднего веса |
поездов от весовой нормы как при дис |
кретном (см. рис. 8), так и при непрерывном (см. рис. 10) распреде
лении |
поездных погонных |
нагрузок |
имеет трансцендентный |
характер |
|||
типа |
1 — е~х . Характер |
функции |
Q c p = / |
(Qx) для заданного |
рас |
||
пределения (р* = 4,5 т/пог. |
м; а р |
= 0,835 |
т/пог. м) приведен |
на |
|||
рис. 12. При максимальной |
весовой норме 5600 т (1С0Т — ал |
= 800 м) |
|||||
средний вес поездов равен |
4,5 • 800 = 3600 т, т. е. наименьшее отно |
||||||
шение его к весовой норме осв = 0,643. При уменьшении весовой |
нор |
||||||
мы этот коэффициент возрастает до единицы. |
|
|
4. О П Т И М А Л Ь Н Ы Е Р А С Ч Е Т Н Ы Е П О Е З Д Н Ы Е П О Г О Н Н Ы Е Н А Г Р У З К И
Расчетная поездная погонная нагрузка рх как независимая пере менная принимает любое значение в пределах заданного вариацион ного размаха от р0 до р т а х . Воздействие ее на физическое состояние исследуемой подсистемы проявляется через весовую норму и соот ветствующий ей средний вес поездов, определяющий потребную про-
62
пускную способность, а при заданных параметрах тяговых средствеще и ходовую скорость, а значит наличную пропускную и провозную способность. Расчетная поездная погонная нагрузка определяет по этому и технически необходимые сроки осуществления мероприятий этапного усиления мощности линии.
Сочетание переменных значений расчетной поездной погонной на грузки, степени удлинения станционных путей и ходовой скорости при переменных параметрах тяговых средств функционально опреде ляет необходимые касательную мощность, сцепной вес и стоимость локомотива. Через весовую норму и средний вес поездов расчетная поездная погонная нагрузка влияет и на величину критерия под системы.
При заданных параметрах тяговых средств зависимость провозной способности линии и приведенных перевозочных затрат от расчетной поездной погонной нагрузки определяется воздействием на соответ ствующие критерии подсистемы одних и тех ж е факторов. Так ходовая скорость для всего поездопотока определяется весовой нормой, а этой норме соответствует не весь поездопоток, а только определенная часть его — полновесные поезда. Вес остальных полносоставных поездов ниже нормы.
Средний вес поездов, определяющий размеры движения, связан с весовой нормой так, что после некоторого уровня дальнейшее увели чение последней дает все меньший и меньший прирост среднего веса,, а значит все меньше и меньше снижаются размеры движения (потреб ная пропускная способность). В результате после некоторого уровня дальнейшее повышение весовых норм ведет лишь к снижению ходовой скорости, средний ж е вес поездов изменяется мало. Это обстоятельство и приводит к тому, что как максимум провозной способности, так и минимум перевозочных затрат достигаются хотя и при разных, но определенных весовых нормах, которые, как правило, меньше макси мально возможных по длине станционных приемо-отправочных путей и наибольшей погонной нагрузке подвижного состава. Вывод этот оченьважен д л я теории и практики эксплуатации железных дорог, так как отвергает широко принятую систему расчета наличной провозной спо собности линий по весовым нормам, а не по среднему весу поездов и обеспечивает ее действительно максимальный уровень.
Методика, алгоритм и программа расчетов поездной погонной нагрузки по экономическому критерию на ЭВМ «БЭСМ-4» разработаны Научно-исследовательской лабораторией движения М И И Т [28]. П р а к тику обработки исходных данных, характеризующих состав грузо потока и структуру вагонного парка, для определения параметров перспективной эксплуатации железных дорог в оптимальном режиме покажем на конкретном примере.
Пример. Определим оптимальную расчетную и средневзвешенную поездные погонные нагрузки для следующих условий: линия однопутная, тяга тепловоз ная ТЭЗ или ТЭ10Л в двух секциях, длина станционных приемо-отправочных путей 720 м, размеры пассажирского движения 5 пар поездов в сутки, тип про филя пути 111 б по характеристике МИИТа с крутизной расчетного подъема 9»/0 о- Состав грузопотока, структура вагонного парка и степень его использования при ведены в табл. 5.
63.
Т а б л и ц а 5
Состав грузопотока, вагонного парка и степень его использования (исходный общий грузопоток 11 млн. т нетто в год)
1 i |
Грузрузы |
Доля общего грузопотока
Тип
Хар актеристика |
вагонов |
|
|
|||
Число осей |
Грузоподъем ность, т |
Коэффициент использова ния грузо |
подъемности |
Тара, т |
Длина, м |
Доля груза, перевозимая в данном типе вагона |
1 |
1 |
Каменный |
0,05 |
Полувагоны |
4 |
63 |
1,0 |
23,1 |
14,00 |
0,8 |
|
2 |
уголь |
|
|
6 |
94 |
1,0 |
30,5 |
16,40 |
0,2 |
2 |
1 |
Нефте |
0,20 |
Цистерны |
8 |
120 |
0,88 |
51,0 |
21,12 |
0,1 |
|
2 |
продукты |
|
|
6 |
90 |
0,85 |
36,3 |
15,98 |
0,2 |
|
3 |
|
|
|
4 |
60 |
0,74 |
21,7 |
12,02 |
0,7 |
3 |
1 |
Лесные |
0,08 |
Полувагоны |
4 |
63 |
0,70 |
23,1 |
14,00 |
0,9 |
|
2 |
|
|
|
6 |
94 |
0,55 |
30,5 |
16,40 |
0,1 |
4 |
1 |
Зерно |
0,17 |
Крытые |
4 |
60 |
0,9 |
22,0 |
14,78 |
1,0 |
5 |
1 |
Строитель |
0,17 |
Крытые |
4 |
60 |
0,64 |
22,0 |
14,78 |
0,4 |
|
2 |
ные |
|
Полувагоны |
4 |
63 |
0,51 |
23,1 |
14,00 |
0,6 |
6 |
1 |
Прочие |
0,23 |
Крытые |
4 |
60 |
0,55 |
22,0 |
14,78 |
0,2 |
|
2 |
|
|
Полувагоны |
4 |
63 |
0,55 |
23,1 |
14,00 |
0,4 |
|
3 |
|
|
Крытые |
2 |
20 |
0,55 |
11,5 |
8,25 |
0,2 |
|
4 |
|
|
Изотерми |
4 |
31 |
0,40 |
32,5 |
15,20 |
0,2 |
ческие
Р е ш е н и е . Принимая с некоторой условностью грузопоток маршрутизи рованным, по формулам (17) и (18) рассчитываем для каждого рода груза и типа вагонов погонные нагрузки нетто р н е т и брутто рдр , а затем средневзвешенные значения рН ет и рбр и на их основе размеры движения и частости по следующим формулам:
средний вес поезда нетто Qtj (для рода i маршрутизированного грузопотока и типа /' вагонов, в которых перевозится данный груз)
причем |
<2и=Рнети |
(1°0Т— |
« л ) , |
(26) |
|
|
|
|
|
|
|
количество |
а л = |
W |
+ Ю; |
|
(27) |
поездов в сутки |
at |
а.}Гн |
|
|
|
|
|
|
(28) |
||
|
" |
365q>j/2j, |
|
||
|
|
|
|||
отношение |
веса нетто к весу брутто груженого |
вагонопотока |
|
\ Рбр
астости условной гистограммы
2 »«)
где к — количество типов вагонов, которыми осваивается грузопоток /.
64
28 |
|
|
27,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ZZ\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IS |
|
15,1I |
|
|
73,23 |
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
1178 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щ02 |
|
|
|
|
|
|
TO '0,28. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ |
|
|
5,21\ |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
2,34 |
|
|
|
2,75 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
LI |
J |
|
L |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
2,6 |
3,0 3,4 |
3,8 |
4,2 |
4,6 5,0 5,4 5,8 6,2 |
|
7,0 p, т/пог. м |
||||
|
|
5,6 |
||||||||
Рис. 13. Условная |
гистограмма |
распределения поездных |
погонных нагрузок |
|||||||
Результаты расчетов приведены в табл. 6, по ним построена |
условная |
гисто |
||||||||
грамма распределения поездных погонных нагрузок с шагом 0,2 т/пог. |
м и ва |
|||||||||
риационным |
размахом от р0 |
= 2,5 т/пог. м до р т а х = 7,7 |
|
т/пог. м (рис. 13). |
Д л я ряда дискретных значений поездных погонных нагрузок по особой про грамме [28] рассчитаны приведенные перевозочные затраты и для каждого зна чения, принимаемого в качестве расчетного, определена ходовая скорость при заданном типе локомотива по формуле:
"х=2 |
atfl, |
|
(31) |
|
|
||
i= |
0 |
|
|
причем |
|
|
|
|
NB |
|
(32) |
P + PxV" |
+ / у д - % ) |
|
|
|
|
||
гдеа.: U = 0; 1,2,3)— коэффициенты полинома |
("31), разные |
для раз |
|
ных видов |
тяги и типов |
профилей |
пути; |
—удельная мощности тяги, л. elm (тепловозная гяга; или Kem-t электрическая тяга);
|
NH — номинальная |
мощность |
локомотива соответст |
||
|
венно л. с. и кет; |
|
|
||
|
Р — вес локомотива, |
т. |
|
|
|
Результаты расчетов сведены |
в табл. 7 и |
представлены зависи |
|||
мостями |
приведенных перевозочных |
затрат |
и ходовой скорости от |
||
величины |
расчетной поездной погонной н а г р у з к и 1 |
(рис. 14). |
|||
1 Расчеты выполнены на ЭВМ «Наири» |
в ВЦ МИИТ |
инж. А. П. Б а т у- |
|||
р и н ы м. |
|
|
|
|
|
3 Зак . 493 |
|
|
|
|
65 |
Окончательные результаты расчетов следующие:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловозы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2ТЭЗ |
2 Т Э 1 0 Л |
|
Оптимальная |
расчетная поездная |
погонная нагрузка р, |
|
|
|||||||
т/пог. |
м |
|
|
|
|
|
|
|
4,84 |
|
5,94 |
Средневзвешенная |
поездная |
погонная |
|
нагрузка |
рС р> |
|
4,72 |
||||
т/пог. |
м |
|
|
|
|
|
|
|
4,47 |
|
|
Максимально |
возможный вес поездов по |
длине станци |
|
|
|||||||
онных приемо-отправочных путей и наибольшей |
погон |
|
|
||||||||
ной |
нагрузке |
маршрутизированного |
грузопотока |
|
|
||||||
<?max, |
т |
|
|
|
|
|
|
|
5150 |
5150 |
|
Оптимальная |
весовая |
норма |
Q°nT, |
т |
|
|
3350 |
|
4000 |
||
Средний |
вес грузовых |
поездов Q*6p, т |
|
|
3040 |
|
3210 |
||||
Ходовая |
скорость |
грузовых |
поездов, |
соответствующая |
|
|
|||||
оптимальной весовой |
норме |
vx, |
км/ч |
|
|
60,43 |
|
65,94 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6 |
|
Расчетные данные для построения |
эмпирической гистограммы |
||||||||||
|
|
распределения |
поездных |
погонных |
нагрузок |
|
|
/Грузы
Вагоны
Тип
|
Погонная |
С р е д н е в з в е |
||
|
н а г р у з к а , |
шенная |
погон |
|
|
т/пог. м |
ная н а г р у з к а , |
||
|
|
|
т/пог. |
м |
Число осей |
Нетто |
Брутто |
Нетто |
Брутто |
Отношение веса нетто к весу брутто |
Вес поезда нетто, т |
Количество поездов в сутки (среднее) |
Частость а-. |
1 |
1 |
Каменный |
Полувагоны |
4 |
4,43 6,08 |
4,64 |
6,33 |
0,72 |
2995 |
0,40 |
0,0231 |
||
|
2 |
уголь |
|
6 |
5,73 7,59 |
|
|
0,76 |
3875 0,08 |
0,0046 |
|||
2 |
1 |
Нефте |
Цистерны |
8 |
5,01 |
7,43 |
4,14 |
6,10 |
0,67 |
3387 |
0,017 0,0098 |
||
|
2 |
продукты |
|
6 |
4,77 7,05 |
|
|
0,68 |
3225 |
0,37 |
0,0214 |
||
|
3 |
|
|
4 |
3,84 5,64 |
|
|
0,68 |
2596 1,67 |
0,0977 |
|||
3 |
1 |
Лесные |
Полувагоны |
4 |
3,10 4,75 |
3,11 |
4,78 |
0,65 |
2096 |
2,31 |
0,1347 |
||
|
2 |
|
|
6 |
3,15 |
5,01 |
|
|
0,63 |
2129 |
|
0,03 |
0,0150 |
4 |
1 |
Зерно |
Крытые |
4 |
3,65 |
5,14 |
3,65 |
5,14 |
0,71 |
2467 |
2,06 |
0,1202 |
|
5 |
1 |
Строи |
Крытые |
4 |
2,60 4,09 |
|
|
0,64 |
1758 |
1,97 |
0,1148 |
||
|
2 |
тельные |
Полувагоны |
4 |
2,27 3,92 |
2,47 |
4,02 |
0,58 |
1535 |
1,23 |
0,0717 |
||
6 |
1 |
Прочие |
Крытые |
4 |
2,23 3,72 |
|
|
0,60 |
1507 |
0,91 |
0,0532 |
||
|
2 |
|
Полувагоны |
4 |
2,44 4,09 |
1,85 |
3,52 |
0,60 |
1649 |
|
1,55 |
0,0904 |
|
|
3 |
|
Крытые |
2 |
1,34 2,73 |
|
|
0,49 |
906 |
1,52 |
0,0884 |
||
|
4 |
|
Изотерми |
4 |
0,82 2,95 |
|
|
0,28 |
554 |
3,02 |
0,1550 |
||
|
|
|
ческие |
— — — 3,09 |
|
|
— — — |
||||||
Сре цнее |
значение |
|
4,76 |
0,503 |
|||||||||
ДЛЯ всего грузо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потока
66