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: 124

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

тивно оптимальной расчетной поездной погонной нагрузки при

заведомом

избытке мощности

тяги (оптимальные сочетания веса

и

скорости

поезда)

больше,

чем ограничительная

погонная нагрузка

по

тяге и

длине

путей, то

в

качестве расчетной

для определения

ходовой скорости и весовой нормы (а через нее и среднего веса по­

ездов)

следует

принимать ограничительную поездную погонную

нагрузку,

зависящую у ж е от длины путей тем меньшую, чем больше

длина

(на

рис.

23 д л я тепловозов 2ТЭЗ и электровозов ВЛ60 К ) .

Отсюда следует очень важный вывод: если расчетная поездная по­

гонная

нагрузка

не выступает

в качестве независимой переменной,

то для

каждого

возможного к

использованию типа локомотива (су­

ществующего или перспективного) по заданному или рассчитанному предварительно характеру распределения поездных погонных нагру­ зок должны быть найдены при заведомом избытке мощности тяги (для коротких приемо-отправочных путей) оптимальные их величины, которые и принимают в качестве исходных данных. В расчетах ж е для каждого шага удлинения путей при данном типе локомотива опре­ деляют по формуле (36) ограничительную поездную погонную нагруз­

ку и сравнивают ее с заданной

оптимальной. В дальнейшем

в

каждом

варианте в качестве расчетной принимают меньшую из двух

приведен­

ных выше поездную погонную нагрузку . Таким образом для

каждого

заданного

типа

локомотива

при заданном

распределении

 

поездных

погонных

нагрузок

есть

экономически

оптимальный

уровень

 

расчетной

нагрузки,

если он

ниже

ограничительной

по

тяге

и длине

путей.

р„Т,

т/лог.м

 

1

 

4,90

 

 

 

 

 

 

 

485

\ \

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.80

 

N \

\

 

 

 

 

\\

 

 

 

 

 

 

 

4,75

 

 

\\

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

4,70

 

 

\

 

 

4,85

 

 

\

\ \

 

 

 

 

 

4,60

 

 

 

\

 

 

 

 

\ Ч

 

4 55

 

 

 

\

 

 

 

 

 

4,50,

 

850

950

1050 1150 1уд, м

750

Рис.

26.

Спрямление

взаимосвязи

меж­

ду оптимальной расчетной поездной по­

гонной

нагрузкой и длиной

станцион­

ных приемо-отправочных путей

(одно­

путная

линия,

тепловозная

тяга, I I I

группа

распределений поездных

погон­

ных

нагрузок,

II16 тип профиля

пути,

*'р =

9о/0 0 )

 

 

 

Оптимальная расчетная по-

ездная погонная нагрузка прак­ тически не зависит от длины станционных путей. Если для

данного

локомотива,

профиля

пути,

длины станционных пу­

тей и

распределения

поездных

погонных

нагрузок

ограничи­

тельная

расчетная

нагрузка

меньше оптимальной, то она ста­ новится и экономически наибо­ лее выгодной, т. е. в данных ус­ ловиях экономически самая вы­ годная наибольшая возможная по тяге весовая норма поездов.

Определенная, теперь у ж е

функциональная,

но

весьма

слабо выраженная

взаимосвязь

существует

между

оптимальной

расчетной

поездной

погонной

нагрузкой и длиной станцион­ ных приемо-отправочных путей при переменных параметрах тя­ говых средств [28]. В настоящем исследовании расчеты выполне-

80


ны для всех четырех групп распределений поездных погонных на­

грузок. Они

показывают,

что с увеличением длины

станционных

приемо-отправочных путей

оптимальная расчетная поездная погон­

ная нагрузка

несколько

уменьшается. Это дискретно

выраженное

в табл. 12 снижение на рис. 24 и 25 условно спрямлено

линейной за­

висимостью так, как показано для одного

примера на рис. 26, и мате­

матически формализовано уравнением

 

pS„T =

a ' - 6 ' / 0 T .

(37)

Величины а' и Ъ' определяют

аналогично а и Ь по формулам (34)

и (35). Так для случая, приведенного на рис. 26,

Ь' = 4 ' 9 ~ 4 ' 5 =0,0008;

1250—750

а' = 4 , 9 + 0,0008-750 = 5,5;

Ропт = 5,5 - 0,0008 / с т .

Однако на практике диапазон возможного удлинения станционных приемо-отправочных путей сравнительно ограничен, поэтому опти­ мальную расчетную поездную погонную нагрузку можно не принять в качестве независимой переменной, а найти ее значение (как функцию ходовой скорости), не зависящее от варьируемой степени удлинения путей.

7. Д И Н А М И К А И З М Е Н Е Н И Я П О Е З Д Н Ы Х П О Г О Н Н Ы Х Н А Г Р У З О К

 

Специальные исследования

[28] и

статистические

данные

показы­

вают,

что погонные

нагрузки

груженого подвижного

состава

хотя и

растут с течением времени, но очень медленно (на 0,2—0,3%

в год).

Существенно не влияет на этот

рост и увеличивающаяся доля

шести-

осных

и д а ж е восьмиосных вагонов. Объясняется это тем, что по со­

ставу

грузопотока,

определяющему

степень использования

грузо­

подъемности вагонов, погонные нагрузки имеют тенденцию к сниже­ нию. Так, в девятой пятилетке статическая нагрузка вагона (в двух ­

осном исчислении)

увеличится в среднем на 250 кг,

а погойная нагруз ­

ка

нетто

примерно

на

0,25 : 14,5 = 0,017 т/пог. м. Если учесть,

что

в 1970 г. средняя

погонная нагрузка

груженого

вагонопотока

была

равной 4,88 т/пог.м,

то увеличение последней в 1975 г. до4,92 т/пог. м

составит

всего лишь 0,82% за пятилетку, или 0,164% за год. Учиты­

вая

это,

в расчетах

среднесетевого

характера

поездные погонные

нагрузки с достаточной степенью точности можно принимать постоян­ ными, особенно если они рассчитаны по заданным на некоторую перс­ пективу составу грузопотока и структуре вагонного парка .

Однако в отдельных конкретных случаях состав грузопотока и соответствующая ему структура вагонного парка могут существенно меняться и тогда поездные погонные нагрузки могут повлиять на ре­ шение задачи.

81


Д и н а м и ку изменения ,во времени поездных погонных нагрузок можно установить, сопоставляя гистограммы эмпирического или параметры теоретического распределений их на расчетном направле­ нии по пятилетним периодам. Темп роста в перспективе средневзве­ шенной (математического ожидания) поездной погонной нагрузки по направлениям движения в функции времени можно принять пря ­

молинейным. На необходимость учета изменения

поездных

погон­

ных

нагрузок во времени показывают не только

соответствующие

параметры, но и признак в исходной информации

а 1 0 : если а 1 0

= 1,

учет

необходим; если

а 1 0 = 0, то поездные погонные нагрузки

при­

нимают постоянными.

Динамика изменения в перспективе средневзве­

шенной поездной погонной нагрузки, установленная тем или иным спо­

собом,

аппроксимируется уравнением

 

 

 

 

 

 

pt=p*0

+ Ap*t,

 

 

(38)

где р* •— средневзвешенная

(математическое ожидание)

перспектив­

 

ная расчетная поездная погонная нагрузка года

/,

т/пог.м;

Ро — средневзвешенная

расчетная

поездная

погонная

нагрузка,

Ар*

соответствующая

исходному

периоду,

т/пог.м;

 

 

— ежегодный

прирост средневзвешенной

поездной

погонной

t

нагрузки

(обычно

в

пределах 0,0006—0,00012

т/пог.м);

— расчетный

год эксплуатации

(целочисленное значение).

При заданных по пятилетним периодам гистограммах эмпириче­ ского или параметрах теоретического распределения поездных погон­ ных нагрузок устанавливают аппроксимированную линейную зави­

симость динамики

изменения

в

перспективе

оптимальной

расчетной

и соответствующей

ей средней

р с р

поездных

погонных

нагрузок:

 

 

 

 

 

pnt=pl

+ bpnt;

 

 

 

 

 

 

(39)

 

 

 

 

р ? р

= р с

о Р + А р с р

Л

 

 

 

 

 

(40)

где р"; ptp — соответственно оптимальная

расчетная

и средняя

по­

 

ездные

погонные

нагрузки

года

t,

т/пог.м;

 

 

 

PS; Рор

т о ж е

исходного

периода;

 

 

 

 

 

 

 

 

Ар н ; Д р с р

— ежегодный

прирост

соответственно

оптимальной

рас­

 

четной и средней поездных погонных нагрузок,

т/пог.м.

Величины р " И р£Р, а также

А р н и А р с р

связаны между собой

сто­

хастической

зависимостью

[см. формулу

(16)].

Если

темп

прироста

в перспективе оптимальной расчетной и средней поездных

нагрузок

установить невозможно, то с достаточной для практических

целей

точ­

ностью можно воспользоваться

следующими

зависимостями:

 

 

 

 

 

 

А р н « ^ А р * ;

 

 

 

 

 

 

(41)

где dx и d%—эмпирические

А р с р

«

d2 Ар*,

 

 

 

 

 

 

(42)

коэффициенты

пропорциональности

темпа

 

роста в перспективе соответственно оптимальной рас­

 

четной и средней для нее поездных

погонных

нагрузок,

 

зависящие от параметров распределения, вида тяги, ус­

 

ловий расчета при переменных или заданных параметрах

 

тяговых

средств.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82


При наличии данных Арн и Л р с р коэффициенты пропорционально­ сти темпа роста поездных погонных нагрузок для исходной информа­

ции определяют

из формул (41)

и

(42):

 

 

 

 

 

d1==*2*

и

d 2 =

Ар*

 

 

 

 

Ар*

 

 

 

 

 

Если в расчетах оптимальных параметров эксплуатации

желез ­

ных дорог изменение поездных погонных

нагрузок

во времени

можно

не учитывать, то в исходной информации

величины

Ар*; dt;

d2

прини­

мают равными

нулю . В среднесетевых

условиях

можно

принимать

в расчетах по формулам (41) и (42) следующие значения

коэффициентов:

Переменные параметры тяговых средств:

 

 

электрическая тяга

 

0,88

0,92

тепловозная

тяга

средств:

0,93

0,96

Заданные параметры тяговых

 

 

электровозы

постоянного

тока .

0,98

1,00

электровозы

переменного

тока .

1.0

1.0

тепловозы

 

 

0,98

0,98


Г Л А В А IV

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

 

ПРОВОЗНОЙ И ПРОПУСКНОЙ

 

СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ

1. П О Т Р Е Б Н А Я П Р О В О З Н А Я С П О С О Б Н О С Т Ь

Различают потребную провозную способность только для грузо­ вых перевозок (грузопровозную) и полную (приведенную) с учетом пассажирского движения . В качестве исходных данных, характери­ зующих грузовое и пассажирское движение, задают четыре значения грузопотока — в исходный период и по пятилетиям (всего за 20 лет) — в тоннах нетто в год отдельно туда и обратно и размеры пассажирского движения в парах поездов в среднем в сутки, одинаковые в четном и не­ четном направлениях.

Д л я исходного периода данные берут в

отчетах о выполненном объе­

ме перевозок за предшествующий год, а

для перспективы — в пред­

варительных технико-экономических изысканиях или планах . Перс­

пективные грузопотоки можно определять также на основании стати­

стического прогнозирования экстраполяцией отчетных данных за

прошлый, не менее как 15—20-летний период времени или

эксперт­

ным порядком. Объем грузовых перевозок в рассматриваемом

направ­

лении или размеры пассажирского движения для того или иного

расчетного периода времени (расчетный год) определяют по

форму­

лам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грузопоток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r t

= r 0

+

Aft";

 

 

 

 

 

(43)

размеры пассажирского

движения

 

 

 

 

 

 

где

 

меры

пассажирского

движения в парах

поездов

 

 

 

Га, ппос

за сутки

t года;

 

 

 

 

 

 

 

— то ж е в

исходный период;

 

 

 

 

А/7"; Annctm

прирост

соответственно

грузопотока

или

разме­

 

 

ров пассажирского движения к исходному периоду

 

 

за t лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

Если грузопоток или размеры пассажирского

движения возраста­

ют прямолинейно,

то п — 1 и т =

1. Тогда темп

роста перевозок по­

стоянный: для грузовых перевозок АГ в год и для

пассажирского

дви­

жения

А п п с пар

поездов

в

сутки.

Если

п >

1 или m >

1,

то

темп

роста

перевозок

возрастающий

(кривая

загнута

вверх);

п <

1

или

84