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
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 |
>ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
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