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: 105

Скачиваний: 0

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

Г Л А В А XIII

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА

1. В А Р Ь И Р О В А Н И Е Р А С Ч Е Т О В

Основные, варьируемые в расчетах исходные данные: стоимость

реконструктивных мероприятий (табл. 23), исходный

грузопоток

и темп его роста в перспективе

(табл. 24), а т а к ж е показатели, харак ­

теризующие заданное распределение поездных погонных

нагрузок

(табл. 25). Массовые расчеты

научно-исследовательского

характера

велись для переменных параметров тяговых средств с переменными во времени поездными погонными нагрузками и при постоянных (задан­ ных) параметрах тяговых средств с постоянными во времени поездными погонными нагрузками . В табл. 24 приведены варианты как прямо­

линейного, так и криволинейного темпа роста грузопотока

в перспек­

тиве.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

23

Стоимость реконструктивных мероприятий на 1 км

пути, тыс. руб.

 

Реконструктивные мероприятия по усилению

Условное

 

Вариант

 

 

 

 

 

о б о з н а ч е ­

 

 

 

 

мощности лиши

 

 

 

 

ние

А,

А 2

A s

А 4

 

 

 

Удлинение путей на станциях: промежуточных

участковых

сортировочных Дополнительные станционные пути . . . .

Двухпутные вставки и Д Ц

Автоблокировка

км

150

200

250

300

"пр

км

300

400

500

600

" у ч

км

500

600

700

800

сорт

д к м

230

330

430

530

А п

км

200

300

400

500

вст

км

180

270

360

450

вп

км

25

25

25

25

а вг

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е . Стоимость автоблокировки не варьировалась, так как затраты на нее на разных линиях и в разных у с л о в и я х примерно одинаковы.

Зависимость затрат на удлинение станционных путей от степени этого удлинения, отнесенных на 1 км эксплуатационной длины направления, носит параболический характер .

Д л я вариантов исследования в формуле (43) величина п принята одинаковой по направлениям движения, т. е. темп роста грузопотока

160


Т а б л и ц а 24

Исходный грузопоток и темпы его роста в перспективе

Г р у з о п о т ок t-го г о д а . млн. т нетто в год

п

1 10

115

гт

'20

ро б р

ро б р

1 5

ро б р

'10

ро б р

ро б р

'20

 

 

 

Вариант р а с ч е т а

 

 

 

Г,

г 2

Гз

г 4

г 6

Г ,

г .

г„

г ,

15

15

15

15

15

15

15

15

15

17,5

20

22,5

25

20

20

20

20

22,5

20

25

30

35

24

27

27

24

28

22,5

30

37,5

45

27

36

36

27

35

25

35

45

55

29

48

48

29

42

12

12

12

12

12

12

12

12

12

14

16

18

20

16

16

16

16

18

18

20

24

28

19

2]

19

21

24

22

24

30

36

21

27

21

27

30

24

28

36

42

22

34

22

34

36

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

25

 

Распределение поездных погонных

нагрузок

 

 

 

 

Вариант

в направлении

д в и ж е н и я

 

 

П о к а з а т е л ь

 

« т у д а »

 

«обратно»

 

 

п ,

п 2

П,

п ,

п 2

 

*

3,5

4,0

4,5

3,0

3,5

4,0

 

Рр

3,7

4,2

4,7

3,2

3,7

4,2

Рср

3,3

3,8

4,3

2,9

3,4

3,9

Ар*

0,015

0,015

0,015

0,015

0,015

0,015

di

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

d2

0,98

0,98

0,98

0,98

0,98

0,98

в перспективе принят прямолинейным. В дальнейшем варианты иссле­

дования

по основным исходным данным будем обозначать как

А г Г / П к .

Так

основным принят

вариант А 2

Г 9 П 2 . Он

характеризуется

исходной

длиной

станционных

путей

850

м, одинаковым в обоих

направле­

ниях

движения

типом

профиля

пути

(II16) с гр =

8%о;

с т р ч =

= 0,0035 руб/т-ч;

vx

=

65

км/ч

при тепловозной и vx

=

 

70 км/ч

при электрической тяге (переменный ток); стоимость дизельного топ­

лива

72,5

руб/т

и

электроэнергии

на тягу

поездов 1,5

коп/квт-ч.

Учитывается, что

80% поездопотока

имеют

на границах

расчетного

направления перелом весовых норм. Расчетный шаг удлинения

путей

50 и

100

м. Варьируемые данные (параметры состояния

подсистемы)

для определения зависимости от них оптимального состояния

пара­

метров управления

следующие:

 

 

 

 

стоимость дизельного топлива при тепловозной тяге 30, 50, 90

руб/т;

6 З а к . 493

161


 

стоимость 1 т-ч брутто

груженого

вагонопотока

(отражающая

сто­

имость перевозимого

груза) — от 0,003 до 0,006 руб.;

 

 

 

нормативный срок окупаемости капиталовложений в постоянные

устройства — 8—12 лет с шагом 2 года;

 

 

 

 

 

 

сочетание длин станционных путей на расчетном

направлении

(среднее значение) и на примыканиях

в м:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

720 — 850 — 720;

850 — 720 — 850;

 

 

 

 

 

 

720 — 850 — 1050; 1050 — 850 — 1050;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

26

Средневзвешенные, оптимальные расчетные и средние поездные погонные

 

 

 

 

 

нагрузки,

т/пог.м

 

 

 

 

 

 

 

 

О)

 

 

 

Тип

локомотива

 

 

 

 

га s

 

 

О) S

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а в

 

р а с п р е д е л е н и я

2 »•

 

ч

 

 

 

о

 

 

 

СО

с 5

 

 

ш 2

со

о

о

о

СО

 

о

~* о

 

2 «

о

CD

 

 

>, О)

 

 

ч о

СП

Я

Я

ю

СО

CN

оо

 

 

о. о.

 

 

>Э О

Н

CN

СО

CQ

03

РЭ

СО

ч

я

СМ

U с

 

 

CN

CN

и

I

Средневзвешен­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная

р*

4,336 4,336 4,336 4,336 4,336 4,336 4,336 4,336 4,336 4,336

 

Оптимальная

 

 

 

 

 

5,70

5,70

4,0

4,86

5,30

5,70

 

расчетная

Рр

4,32

5,10

5,70

4,25

 

Средняя для оп­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тимальной

Рср 4,165 4,32

4,336

4,126 4,336

4,336

3,949 4,314 4,335 4,336

 

расчетной

I I

Средневзвешен­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная

Р*

3,487 3,487

3,487 3,487

3,487 3,487 3,487 3,487

3,487 3,487

 

Оптимальная

 

 

 

 

 

5,75

6,50

4,0

4,86

5,25

6,50

 

расчетная

Рр

4,32

4,75

5,75

4,25

 

Средняя для оп­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тимальной

Рср 3,216 3,44

3,48

3,207 3,48

3,487 3,161

3,273

3,46

3,487

 

расчетной

I I I

Средневзвешен­

р*

 

 

 

 

4,399

4,399 4,399

4,399

4,399 4,399

 

ная

4,399 4,399

4,399 4,399

 

Оптимальная

 

4,32

5,30

5,90

4,25

5,70

5,90

4,0

4,86

5,30

5,90

 

расчетная

Рр

 

Средняя для оп­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тимальной

Рср 4,115 4,34

4,399

4,326

4,396 4,399

3,981 4,326

4,340 4,399

 

расчетной

IV

Средневзвешен­

 

 

 

 

4,246 4,246

4,246

4,246

4,246

4,246 4,246

 

ная

р*

4,246 4,246 4,246

 

Оптимальная

 

 

5,90

 

4,25

5,70

5,90

4,0

4,86

5,30

5,90

 

расчетная

Рр

4,32

5,90

 

Средняя для оп­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тимальной

Рср 4,020 4,246 4,246

4,082

4,242

4,246

4,026 4,296 4,22

4,246

 

расчетной

162


коэффициент перелома весовых норм (доля поездопотока, изменя­ ющего состав на границах расчетного направления) 0,6—1,0 с ша­ гом 0,2.

В совместном расчете оптимального сочетания удлинения станцион­ ных путей и ходовой скорости последняя варьировалась для обоих ви­ дов тяги в диапазоне 60—80 км/ч с шагом 5 км/ч. Расчетные и средние, а также средневзвешенные поездные погонные нагрузки принимались одинаковыми по направлениям движения для четырех наиболее харак­ терных групп их распределения (табл. 26). Исследованы следующие сочетания локомотивов:

тепловозы 2ТЭЗ — 2ТЭ10Л — ЗТЭ10Л;

электровозы В Л 6 0 К — В Л 8 0 К

— 2 В Л 6 0 К .

2. О Б Щ И Е П Р И Н Ц И П Ы А Н А Л И З А

 

Общее условие для сравнения

вариантов, в том числе и особенно

по величине критерия (суммарным приведенным затратам), рассчи­ тываемых в динамичной системе, — одинаковый срок суммирования затрат. Изменение, например, в вариантах с переменными парамет­ рами тяговых средств, заданной ходовой скорости приводит к изме­ нению технически необходимых и оптимальных сроков осуществления отдельных мероприятий этапного усиления мощности линии, а сле­ довательно, и расчетного срока суммирования затрат, так как и уро­ вень наличной пропускной способности однопутной линии, и необхо­

димое время завершения перевода ее в двухпутную —функция

ходовой

скорости.

 

 

 

 

 

 

 

В табл. 27 приведены результаты расчета одного из вариантов оп­

тимальной длины станционных путей при изменении ходовой

скорости

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 27

Оптимальная длина станционных

путей при разных

значениях

ходовой

 

 

 

 

скорости

 

 

 

 

 

Оптималь ­

Величина

 

Оптимальные

величины

 

 

Х о д о в а я

ная длина

 

 

 

 

 

 

критерия,

 

,вст

 

 

 

, т е х

с к о р о с т ь ,

станцион ­

тыс.

^ п а к

tl

 

t,

км/ч

ных п у т е й ,

руб/км

пер'

 

l4

 

м

 

 

км

 

 

 

 

 

 

 

Тепловозная тяга

 

 

 

 

60

1250

483,53

0,4

10,0

1

9

13

15

65

1250

497,18

0,6

10,0

2

11

17

20

70

1350

509,01

0,4

10,0

3

12

17

23

75

1300

500,88

0,6

10,0

3

12

18

24

 

 

Электрическая тяга (переменный ток)

 

 

60

1300

461,69

0,6

10,0

2

10

16

18

65

1300

475,52

0,6

10,0

2

11

17

20

70

1300

486,37

0,4

10,0

3

11

18

23

75

1350

473,56

0,4

10,0

4

13

19

27

80

1350

494,62

0,4

10,0

4

14

19

30

6*

 

 

 

 

 

 

 

163


тех

 

 

 

 

(при переменных параметрах тяго­

4,/iem

 

 

 

 

 

 

 

 

вых

средств). Какие выводы можно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сделать из нее?

Первый и основной:

 

 

 

 

2/

оптимальная

величина

удлинения

 

 

 

 

 

станционных приемо-отправочных пу­

 

 

 

 

 

тей

практически

мало

зависит

от хо­

 

 

 

 

 

довой скорости в широком диапазоне

 

 

 

 

 

ее изменения. Менее определенна тен­

 

 

 

 

 

денция увеличения оптимальной дли­

 

 

 

 

 

ны

путей

с ростом

задаваемой

ходо­

 

 

 

 

 

вой

скорости, а не наоборот, как в

 

 

 

 

 

статичной

системе

расчетов

[23], ког­

%7

65

70

 

75 1>х,км/Ч

да

величина оптимальной

 

ходовой

Рис. 57. Зависимость

 

технически

скорости

сравнительно мало

зависит

 

от задаваемой весовой нормы, но явна

необходимого

срока

 

завершения

 

тенденция

снижения оптимальной ско­

перевода

однопутной

линии в

двухпутную

от величины задан­

рости с увеличением

расчетной

весо­

ной ходовой

скорости:

 

вой нормы. Очевидно,

что в динамич­

1 — тепловозная тяга;

2—'Электрическая

ной

системе

расчетов

под

влиянием*

тяга (переменный ток)

 

 

 

 

 

 

 

многих факторов

эта закономерность

не только не сохраняется, но и приобретает

хотя

и

весьма

слабо вы­

раженный обратный

характер .

 

 

 

 

 

 

65 км/ч и элек­

При принятой

ходовой скорости

для тепловозной

трической тяги 70 км/ч оптимальная

длина станционных приемо-отпра­

вочных путей при прочих равных условиях

составила

соответственно

1250 и 1300 м. При одинаковой ходовой скорости для обоих видов тяги 70 км/ч и оптимальная длина станционных путей получена одинако­ вой — 1300Л. Практически, как видно из табл. 27, в диапазоне возмож­ ного изменения оптимальной ходовой скорости 60—75 км/ч для обоих видов тяги оптимальная длина станционных путей находится на уровне стандарта 1250 м. В этом убеждает, кстати сказать, и довольно пологий характер изменения критерия в зоне оптимума.

Интересна зависимость ходовой скорости и срока завершения пе­ ревода однопутной линии в двухпутную (рис. 57). С увеличением ско­ рости отдаляется срок завершения перевода, причем зависимость эта

при электрической тяге больше близка к прямолинейной, чем при теп­

ловозной. Однако средний темп отдаления этого срока

одинаков и

в данном примере составляет 0,6 лет на 1 км/ч прироста

ходовой ско­

рости.

 

Из табл. 27 следует также, что оптимальная величина

коэффициента

пакетности колеблется в довольно узком диапазоне 0,4—0,6, причем принятый шаг изменения этой величины 0,2, видимо, велик: детальные

расчеты показали, что оптимальный коэффициент пакетности

чаще

всего получается равным 0,6 и лишь в отдельных случаях 0,5.

Опти­

мальное расстояние между осями двухпутных вставок (перебор

с ша­

гом 2 км/ч) во всех случаях минимально возможное — 10 км.

Очевидно,

что в заданных условиях с увеличением

ходовой

скорости

отдаляется

как технически

необходимый, так и

оптимальный срок ввода

в эксплуатацию

удлинения станционных

путей

tx.

 

164