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: 123
Скачиваний: 0
m<i |
1, |
темп |
|
роста |
|
затухающий |
Г, |
млй.т |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
(кривая загибается вниз). Еже |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
годный |
темп |
|
роста |
грузопотока |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
размеров |
пассажирского |
движения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
в общем |
случае |
соответственно |
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ставляет: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
dt |
|
|
• |
пАПп-1; |
|
|
(45) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dnT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(46) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
п с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общий |
характер |
темпа |
роста |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
грузопотока, |
|
отражающий |
потреб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ную |
провозную |
способность |
линии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
для |
|
грузовых |
перевозок, |
|
приведен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
на |
рис. |
27. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис . |
27. |
Ожидаемый |
рост |
объема |
|||||||
Расчетный |
|
грузопоток |
|
или |
раз |
||||||||||||||||||||
меры |
пассажирского |
движения |
за |
грузовых |
перевозок |
в функции |
вре |
||||||||||||||||||
мени |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
год |
определяются, |
таким |
|
образом, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
по |
формулам (43) и |
(44), |
в которых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
величины АГ; |
|
Аппс; |
п; |
|
т |
— коэффициенты |
аппроксимирующих |
функ |
|||||||||||||||||
ций. Д л я данных условий их определяют методом наименьших |
квадра |
||||||||||||||||||||||||
тов следующим образом. Формулу (43), |
положив |
Гг — Г 0 |
= |
Г, |
|
мож |
|||||||||||||||||||
но |
представить |
как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т = |
Д Г Л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Логарифмируя, |
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1пТ = |
1п АГ |
+ |
nlnt, |
|
|
|
|
|
|
|
||||
или |
в более общем |
виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у = |
а-\- |
пх, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у = |
ЫГ; |
а = |
1пАГ; |
x = |
\nt. |
|
|
|
|
|
|
||||||
При |
прямолинейной |
зависимости |
в общем |
случае |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
„ _ |
|
|
2* |
22/. |
|
|
|
|
|
|
(47) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
= 2У— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(48) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение |
N — количество |
наблюдений |
— в формулах |
(47) |
|
и |
(48) |
||||||||||||||||||
на |
единицу |
меньше, |
чем |
количество |
заданных |
точек |
функций |
А |
|||||||||||||||||
|
ПС |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и щ , т. е. в данной задаче равно четырем. |
85 |
Окончательно формулы для определения коэффициентов п и ЛГ , аппроксимирующих выражение (43), после всех подстановок примут вид:
|
4 |
|
4 |
4 |
4^\пИпГ— |
|
|
V l n ^ 2 l n r |
|
|
1 |
|
1 |
1 _ |
|
4 2 On О 3 |
|
, 2 |
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
( |
4 |
|
4 4 |
АГ = ехр |
1 |
|
3 |
|
Величину Г находят следующим образом:
Г\ — Г0 |
= Г-i, |
Г 3 |
Г0 = Г 3; |
Г2 Г0 |
= Г 2 , |
Гц |
Го — г'4. |
(49)
(50)
В формулах (49) и (50) суммируются натуральные логарифмы, соответствующие величине Г. Величина t соответствует заданному го ду роста перевозок. Точно так ж е определяют величины п я т для характеристики темпа роста пассажирского движения:
4 |
|
|
4 |
4 |
|
|
|
4 2 In i 1п л п С |
—21пt |
21 п |
"пс |
|
|
||
т = —!—л |
|
|
4 |
42 |
; |
|
(51) |
2 (in о 2 |
— * — п |
|
|||||
4 |
2>.) |
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
А и п с = ехр |
1 |
/ 4 |
|
2 |
1 п t |
|
(52) |
|
|
2 In пПС—т |
|
|
|||
Пример. Аппроксимируем |
4 |
\ 1 |
|
1 |
= |
fi |
(t) кривую |
непрерывной зависимостью ft |
|||||||
роста в перспективе объема грузовых перевозок при следующих исходных дан ных:
Год эксплуатации |
Г р у з о п о т о к , млн. т нетто |
||
Исходный |
Г0 |
= |
] 2 |
5 |
Гъ |
= |
17 |
10 |
Г 1 0 |
= 21 |
|
15 |
/"i5 = 24 |
||
20 |
Г20 |
= 26 |
|
|
|
Решение |
приведено в табл. 13 |
|
||
|
|
Расчет элементов формул (49) |
Т а б л и ц а 13 |
|||
|
|
и (50) |
|
|||
t, лет |
Заданный |
г = г , - г 0 |
In t |
I n f |
(In <)2 |
In t • 1 п Г |
г р у з о п о т о к |
||||||
0 |
12.10» |
0 |
|
|
|
|
5 |
17-Ю6 |
5-10» |
1,6094 |
15,4250 |
2,5902 |
24,8250 |
10 |
21-10е |
9-10» |
2,3026 |
16,0128 |
5,3020 |
36,8711 |
15 |
24.10е |
12-10» |
2,7081 |
16,3005 |
7,3338 |
44,1434 |
20 |
26-10» |
14-10» |
2,9957 |
16,4547 |
8,9742 |
49,2933 |
— |
— |
— |
9,6158 |
64,1930 |
24,2002 |
155,1328 |
|
|
|
||||
86
4-155,1328—9,6158-64,1430
|
|
|
4-24,2002 —9.61582 |
= 0,7526; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
АГ = |
ехр |
64,1430—0,7526-9,6158 |
exp (14,2389) = 1,52710е tn |
нетто |
в год. |
||
4 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блок-схема построения |
аппроксимирующих |
функций Г; и и" с |
приведена на |
|||
рис. |
28. |
|
|
|
|
|
|
Из-за сравнительно |
незначительного |
влияния расчетного |
объема |
||||
и темпа изменения грузовых и пассажирских перевозок на величину параметров технических средств, обеспечивающих эксплуатацию же лезных дорог в оптимальном режиме, сколько-нибудь значительной точности исходных данных не требуется. Если объем перевозок на более или менее дальнюю перспективу нельзя определить д а ж е ори ентировочно, достаточную степень надежности расчетов можно по лучить и при неопределенности исходной информации. Намечают лишь возможные пределы изменения расчетного грузопотока в перспек
тиве так, как |
показано |
на рис. |
29, рассчитывают два |
варианта: |
по верхнему и |
нижнему |
пределу |
предположительного |
изменения |
объема грузопотока в функции времени. Если конечные решения (оп тимальные параметры перспективной эксплуатации железных дорог) при этом близки, то уточнения исходной информации не требуется. Если ж е решения разные и несовместные (достаточно расходящиеся, не объединяемые ближайшим общим стандартом или кратным значе
нием найденных параметров), то обосновывают |
возможность |
сужения |
|||||||
пределов |
перспективного |
грузопотока (заштрихованной |
площади). |
||||||
Так |
поступают до тех пор, пока |
не установят такие пределы, в кото |
|||||||
рых |
величина |
действительного |
грузопотока |
не влияет |
на |
конеч- |
|||
Выборка |
и за |
Восстановление |
вычисление |
• |
Вычисление |
|
|||
сылка исходной |
|
||||||||
рабочих |
\1п(ГгГ0) |
|
lint |
|
|
||||
информации |
ячеек |
|
|
|
|
||||
|
i |
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
Вычисление |
Расчет |
Вычисление |
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||
|
I(lnt)z |
|
l[lnt |
lnfft-r0)J |
4Ulnt)z-(Unt)z |
|
-UntUn(rt-r0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Расчет |
Расчет |
Расчет |
|
Засылка |
новых |
|||
|
8gJlU4UHbl |
aJM^hnllnf |
|
4 Г |
|
исходных данных\ |
|||
|
|
|
и повторение |
||||||
|
п |
|
4 |
|
|
расчета |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. 28. Блок-схема расчета |
на ЭВМ параметров |
аппроксимирующей |
функции |
||||||
r t и |
nf |
|
|
|
|
|
|
|
|
87
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
результаты |
расчета. |
Т а к ж е |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
неопределенности |
исходных |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данных устанавливают и воз |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
можные расчетные |
|
размеры |
пас |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сажирского движения . Если гру |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зопотоки на отдельных участках |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
направления |
заданы |
несколько |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отличными,то в качестве расчет |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных для всего направления мож |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
но |
принять |
средневзвешенные |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по |
длине |
участков |
значения |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 Гi h |
|
|
(53) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
= |
- |
k |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
:=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
A |
— грузопоток |
участка |
i, |
|||||||
Рис. 29. |
Предположительные |
границы |
|
т нетто |
в |
год; |
|
|
|
||||||||||||
расчетного грузопотока: |
|
|
2 — ми |
/ г |
— длина |
участка |
i, |
км; |
|||||||||||||
/ — максимально |
возможная; |
k |
— количество |
участков |
|||||||||||||||||
нимально возможная |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
в |
пределах |
расчетного |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
направления . |
|
|
|
||||||
|
Полную потребную провозную способность линии t года эксплуа |
||||||||||||||||||||
тации |
определяют |
по |
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ГГ |
= (Го + Л / Г ) |
+ |
365 |
{пТ |
+ А « п с Г) |
еГ |
(Г0 Т |
+ |
/ у д |
- |
а л ) |
р с р , |
|
(54) |
||||||
где |
|
е"с |
— коэффициент |
съема |
грузовых |
поездов |
|
пассажирским |
|||||||||||||
|
|
|
в функции времени (года /); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
РсР |
— средневзвешенная |
поездная |
погонная |
нагрузка, |
|
соот |
|||||||||||||
|
|
|
ветствующая переменной расчетной рх |
[см. формулу |
(17)]. |
||||||||||||||||
2. П О Т Р Е Б Н А Я П Р О П У С К Н А Я С П О С О Б Н О С Т Ь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Потребную пропускную способность линии для грузового движе |
||||||||||||||||||||
ния |
рассчитывают |
по следующей |
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
п г р |
|
|
Г.0 + АПп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ggs |
||
|
|
|
|
|
|
' |
3 6 5 ф 1 ' о С Т + ^ - % ) Р С р ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
ф* — средневзвешенное отношение веса |
нетто |
к весу |
брутто |
гру |
||||||||||||||||
|
|
|
женого |
|
вагонопотока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
В |
формулах |
(54) |
и |
(55) |
принимают рср |
= / (рх), |
когда |
расчетная |
||||||||||||
поездная погонная нагрузка рх |
выступает в качеств независимой |
пере |
|||||||||||||||||||
менной, |
величина |
рх |
задана на |
определенном, |
особо |
найденном, |
оп |
||||||||||||||
тимальном уровне, |
тогда вместо |
р с р = / (рх) |
в формулу |
вводят |
сред- |
||||||||||||||||
88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нюю поездную погонную нагрузку в функции времени [см. формулу (40)]. В частном случае в формуле (40) величина А/? с р может быть рав на нулю . Полная потребная пропускная способность равна
|
|
Щ = п? + гГпГ + гсбпсб, |
(56) |
||
где е с б |
— коэффициент |
съема |
грузовых поездов сборным |
поездом; |
|
псб |
— размеры |
движения |
сборных поездов. |
|
|
Величины е о б и |
пс5 |
обычно существенно не влияют на |
конечное |
||
решение и поэтому их принимают на некотором среднем для перспек тивных условий уровне как постоянные (не зависящие от времени).
3. В Ы Б О Р Н А П Р А В Л Е Н И Я , О П Р Е Д Е Л Я Ю Щ Е Г О Р А С Ч Е Т Н Ы Й Г Р У З О П О Т О К |
|
В отличие от принятой системы, когда расчетным считается |
направ |
ление наибольшего грузопотока, в данной работе направление |
расчет |
ного грузопотока определено по наибольшим (в четную и нечетную стороны) размерам грузового движения . Объясняется это тем, что на большей части реальных линий перспективный грузопоток в обоих направлениях движения примерно одинаков, степень ж е использо вания грузоподъемности вагонного парка, определяемая составом (характером) грузопотока, различна и нередко на направлении мень
ших размеров грузопотока больше груженых вагонов и большие раз |
|
меры движения и наоборот. Д л я определения пропускной способно |
|
сти расчетным |
в таком случае служит направление меньшего грузо |
потока. Таким |
образом, в качестве определяющего признака для нап |
равления расчетного грузопотока принята не величина его, а |
потреб |
||||||||
ные размеры движения грузовых поездов. |
|
||||||||
Расчеты при этом ведутся отдельно для четного и нечетного |
направ |
||||||||
лений. Д л я разных расчетных |
периодов эксплуатации выбирают в ка |
||||||||
честве |
расчетного |
грузопоток |
в на |
|
|
||||
правлении либо «туда», либо «об |
|
|
|||||||
ратно». |
Чтобы |
установить, |
какой |
|
|
||||
из них rj или Г ? б р |
в тот или |
иной |
|
|
|||||
период |
будет |
расчетным, |
нужно |
|
|
||||
сравнить соответствующие размеры |
|
|
|||||||
движения . |
Грузопоток, |
соответст |
|
|
|||||
вующий большим размерам движе |
|
|
|||||||
ния, считается расчетным. Расчеты |
|
|
|||||||
программой |
предусмотрены |
для |
|
|
|||||
каждого года на перспективу в 20 |
|
|
|||||||
лет от исходного года эксплуата |
|
|
|||||||
ции. Д л я |
срока |
более |
20 лет |
рас |
|
|
|||
четным |
считается |
грузопоток, |
быв |
|
|
||||
ший расчетным на 20 год. На рис. |
|
|
|||||||
30 приведены |
кривые |
грузо- и по- |
|
|
|||||
ездопотоков. |
Сплошной |
кривой n |
Q n ~ |
|
|||||
^Рис. 30. Определение направления,
выделены расчетные в разные пеограничивающего потребную про-
риоды грузопотоки. |
пускную способность линии |
89