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: 98

Скачиваний: 0

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

 

 

 

 

 

от разной

исходной

(средние

цифры

в ва­

 

 

 

 

 

риантах

22 — 25 табл.

28) и

постоянных

 

 

 

 

 

длин на примыкающих слева и справа ли­

 

 

 

 

 

ниях

(рис. 63): при заданной

протяженно­

 

 

 

 

 

сти направления и исходной длине стан­

 

 

 

 

 

ционных

путей 720

и 850 м

оптимальная

 

 

 

 

 

длина

практически

во всех случаях полу­

 

 

 

 

 

чена

на уровне стандарта 1250 м и

только

 

 

 

 

 

в варианте

с характеристикой

 

720—850—

 

 

 

 

 

720 (кривая 3 на рис. 63) — 1350 м

с

уче­

1000

1100

 

1уй

том затрат на переломы весовых

норм, но с

 

меньшими

суммарными

приведенными за­

 

 

 

 

 

Рис. 64. Влияние

учета за­

тратами

за расчетный период

времени

все­

трат

на

перелом

весовых

го на 0,5%, т. е. экономически

почти

рав­

норм на границах

расчетно­

ноценными. Более

ярко

проявляется

вли­

го направления

на

опти­

яние учета затрат на переломы

весовых

мальное удлинение

станци­

норм при длине направления 500—600 км и

онных

путей

 

 

 

 

 

 

 

менее. На рис. 64 приведены такие

зависи­

мости

для одного

из вариантов

при длине направления

600 км. Они

показывают, что без учета затрат на переломы весовых норм оптималь­ ное удлинение станционных путей от исходной длины 850 м составляет 300 м с учетом 250 м, а при длине путей на обоих примыканиях 1050 м оптимальное удлинение 200 м, т. е. до унифицированного стандарта длины путей 1050 м. Таким образом учет затрат на переломы весовых норм при разной длине станционных путей в исходный период на рас­ четном направлении и примыканиях к нему влияет на оптимальную длину путей на расчетном направлении лишь тогда, когда его длина менее 500—600 км.

Практически не влияют на оптимальную длину станционных пу­ тей при заданной ходовой скорости такие, вообще очень важные нор­ мативы, как стоимость дизельного топлива (затраты на механическую работу тяги — варианты 10—12 в табл. 28) и расходная ставка приведен­

ной стоимости

1 т-ч

брутто груженого вагонопотока (отражающая

прежде

всего

стоимость

перевозимого

груза

[7] — варианты 13—15

в табл .

28). Во всех

этих

вариантах,

несмотря

на большой диапазон

изменения расходных ставок <?т и С т Р ч , одна и та ж е оптимальная длина станционных путей—1250 м. Как видно из рис. 65, изменение расход­ ной ставки стоимости дизельного топлива существенно меняет только абсолютную величину критерия, но положение оптимума функции остается тем ж е (аналогичны зависимости критерия и от расходной ставки Ст Р ч при разной величине удлинения станционных путей).

Очевидно, однако, что при совместном расчете оптимальных зна­ чений длины станционных путей и ходовой скорости локальный опти­ мум последней будет определен прежде всего сочетанием исходных дан­ ных е т и с т Р ч , выражающих соотношение энергетических и временнйх затрат, и отразится в какой-то степени на оптимальной длине станцион­ ных путей. Итак, сочетание стоимости дизельного топлива или электро­ энергии на тягу поездов и стоимости груза и подвижного состава оп-

174


ределяет уровень оптимальной ходовой скорости, но практически мало влияет на оптимальную длину станционных путей, особенно если ее

рассчитывают при заданной ходовой скорости. Сопоставление вариан­

тов 18,1 и 19 в табл. 28 (рис. 66) показывает, что изменение

норматив­

ного срока

окупаемости

капиталовложений

в

постоянные

устройства

и подвижной

состав в пределах 8,

10 и

12 лет

отражается

лишь

на ве­

личине

критерия

(в одинаковых

условиях

приведенные к

исходному

периоду

затраты

с увеличением

нормативного срока увеличиваются),

оптимальная

же

длина

станционных

путей

практически

остается

на том

же уровне

(для основного варианта

1250 м). Этот очень

важный

в практическом и теоретическом отношении вывод указывает на досто­ верность получаемых решений для довольно широкого диапазона воз­

можных колебаний нормативного коэффициента относительной эффек­

тивности

капиталовложений.

 

Большой теоретический и практический интерес представляет

так­

ж е ответ

на вопрос: как влияет на результаты расчетов схема (четы-

рехэтапная и трехэтапная) усиления мощности линии? Варианты

26—

28 в табл.

28 (исходная длина станционных путей соответственно

850,

720 и 1050 м) предусматривают развитие линии по трехэтапной схеме исходя из предположения, что в исходный период направление обору­ довано уже автоблокировкой и применяется частично пакетный график с коэффициентом пакетности 0,5. Эти варианты соответствуют вариан­

там 1, 20 и 21; все исходные данные те же, но схема развития

четырех-

этапная . В табл. 32

приведены

сопоставимые результаты

расчетов.

Как видно из них, оптимальная

длина

станционных

путей

практи­

чески

одинакова как

в трехэтапной,

так

и в четырехэтапной

схеме,

хотя сроки осуществления мероприятий

различны.

 

 

Эти и другие данные приводят к очень важному и принципиаль­

ному

выводу о том,

что расчеты

— определение оптимальной длины

станционных приемо-отправочных путей при переменных параметрах

тяговых средств и заданной на

Т

 

 

 

 

отдельно

найденном

оптимальном

1Ею,

тыаруб

 

 

,

уровне

ходовой

скорости — вполне

?=0

 

 

 

 

возможны и практически равно­

 

 

 

 

 

значны

как

при

жесткой

трех­

 

 

 

 

 

этапной

 

(для

 

однопутных

линий

 

 

 

 

 

У — В — Д ) , так

и при

четырехэтап­

 

 

 

 

 

ной схеме развития

( У — А — В — Д ) .

 

 

 

 

 

Сравнение

вариантов 1 и 29 (см.

 

 

 

 

 

табл . 28) показывает, что учет роста

 

 

 

 

 

поездных

погонных

нагрузок

во

 

 

 

 

 

времени

 

(при

том же

значении

па­

 

 

 

 

 

раметров их распределения в ис­

 

 

 

 

 

ходный период и заданной ходовой

ЩоО

1000

1100 1200

1300

Ш01СТ

скорости) несколько снижает опти­

мальную длину

станционных

путей

Рис.

65.

Зависимость

суммарных

(в данном случае до

1250 м

вместо

приведенных затрат от степени удли­

1300

м).

 

Величина

критерия

в

тех

 

нения станционных

путей при раз­

ж е

условиях

при

переменном

зна-

ной

стоимости дизельного топлива е т


Т а б л и ц а 32

Результаты расчетов оптимальной длины станционных приемо-отправочных путей при трех- и четырехэтапной схемах усиления мощности линии

И с х о д н а я длина стан ­ ционных пу ­

т е й , м

Оптимальная длина п у т е й , м, в с х е м е усиления мощности линии

трехэтапной четырехэтап ­ ной

Срок в в о д а двухпутных

в с т а в о к В и за ­

вершения

п е р е в о д а линии

в д в у х п у т н у ю Д ,

л е т , в с х е м а х усиления

м о щ н о с т и

линии

трехэтапной

ч е т ы р е х э т а п н о й

В

Д

В

Д

850

1280

1250

8

11

14

17

720

1220

1270

13

17

12

16

1050

1550

1500

17

22

20

23

чении поездных погонных нагрузок выше, чем при постоянном (501,23

тыс. руб/км

против 472,67 тыс. руб/км).

7"тах

 

 

Зависимости 2

=

/ ( ^ у д )

д л я

двух

этих случаев приведены на рис. 67, а сопоставление

дру­

гих

оптимальных

параметров управления в табл. 33.

 

 

 

Из последней

видно, что учет роста

поездных погонных

нагрузок,

расширяя провозную способность направления, отдаляет введение автоблокировки с частично пакетным графиком и двухпутных вставок на 1 год, а полное завершение перевода линии в двухпутную — на 2 го-

Рис. 66. Влияние на оптимальную

Рис. 67.

Зависимость

суммарных

длину

станционных приемо-отпра-

приведенных

затрат от степени удли-

вочных

путей нормативного срока

нения

станционных путей с учетом /

окупаемости капиталовложений

и без

учета

2 роста

поездных

 

 

погонных

нагрузок в перспективе

176


 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

33

Характеристика

вариантов этапного развития линии с учетом и без учета

 

роста поездных погонных нагрузок в

перспективе

 

 

 

 

 

 

 

О птимальные

параметры

 

 

 

Вариана р и а нт

 

 

; в с т

ti, лет

t2, лет t%,

 

/Тех ,

 

 

 

 

'''пак

'пер'

лет

'4

 

 

 

 

 

км

 

 

 

лет

С учетом

роста

погонных

нагрузок

во

10

2

 

 

17

времени

 

 

 

0.6

9

14

Без учета

роста

погонных

нагрузок

во

10

2

8

13

15

 

 

 

 

0,6

да. Практически, однако, несмотря на важность и объективную реаль­ ность такого фактора, как рост поездных погонных нагрузок во вре­ мени, учет этого обстоятельства сложен в математико-экономическом и производственном отношениях, влияние его на оптимальную длину

путей не так

уж значительно (в данном примере в обоих вариантах

практически

выгоден один и тот ж е стандарт длины путей — 1250 м).

Но на необходимую мощность тяговых средств в перспективе

(иными

словами, на изменяющийся во времени уровень оптимальных

весо­

вых норм, в том числе и в расчетном направлении движения) он

влияет

более существенно и это нельзя не учитывать, чтобы не снизить дей­ ствительно необходимую в перспективе мощность локомотива.

Очень важен и довольно неожидан не подтверждающий обще­ принятые представления вывод о том, что на оптимальную длину путей

при

заданной ходовой скорости очень мало влияет такой фактор,

как

величина исходного грузопотока и темп его роста

в перспективе. Д о

сих

пор

в данной задаче этот фактор считался чуть

ли не основополагаю­

щим. Однако варианты 30 и 31 в табл. 28 различаются лишь темпом и характером роста грузопотока в перспективе при одинаковой его величине в исходный период: примерно 0,5 млн. т нетто в год в обе

стороны движения

в варианте 30 и в грузовом направлении 1,65

млн.,

а во встречном —

1,1 млн. т нетто в год в варианте 31 при разной

кри­

визне зависимости потребной грузопровозной способности направ­ ления в функции времени (см. табл. 24).

Несмотря на это, при прочих равных условиях в расчетах получена не только одна и та ж е оптимальная длина станционных путей 1250 м

(как и в основном варианте 1). Значит, темп роста грузовых

перевозок

в достаточно широком диапазоне изменения, но в условиях,

близких

к реальным, практически не влияет на оптимальную длину станционных приемо-отправочных путей для данного направления в перспективе. Вывод особенно важен еще и потому, что в расчетах производственного и проектного характера чаще всего трудно со сколько-нибудь значи­ тельной точностью установить характер и темп роста грузопотока в пер­ спективе.

Исследования подтверждают, что для определения оптимальной длины станционных приемо-отправочных путей достаточны приближен-

177


ные, ориентировочные данные о темпе роста грузопотока в перспекти­

ве. Неточность не отразится существенно на

объективности

решения.

В вариантах 6—9 табл. 28 рассмотрено влияние

на уровень оп­

тимальной длины станционных путей при

прочих

равных

условиях

стоимости сооружения двухпутных вставок и завершения строитель­ ства второго пути ( при неизменной стоимости удлинения станционных путей). Чем дороже эти мероприятия, тем больше оптимальная длина путей: если в варианте 6 при сравнительно дешевых двухпутных встав­ ках и вторых путях она составляет 1150 м, то в варианте 9 (стоимость мероприятий наибольшая) уже 1350 м. Заметно влияют на решение задачи величина и характеристика распределения поездных погонных нагрузок, отражающие состав грузопотока и структуру вагонного парка через степень использования его грузоподъемности. Это пока­

зывает сравнение вариантов 1, 16 и

17 табл.

28. С увеличением сред­

невзвешенной

и расчетной

поездных погонных

нагрузок

уровень

оптимальной

длины

станционных

путей

при

той

ж е

заданной

ходовой скорости

также

увеличивается.

Если

в варианте П х

(см. табл. 25) он составляет

1200 м, то в варианте П 2

(основной

вариант)

уже 1250 ж и в

варианте П 3

с наибольшей средневзвешенной

и расчет­

ной поездными погонными нагрузками — 1350 м. Правда, эти решения при значительном диапазоне изменения расчетных и средних поездных погонных нагрузок сводятся к стандарту 1250 м.

Впервые проведены в динамичной системе многовариантные рас­ четы — совместное определение оптимального сочетания длины стан­ ционных путей и ходовой скорости грузовых поездов в перспективе при переменных параметрах тяговых средств. Частично результаты этих расчетов приведены в табл. 34.

В основном варианте исследования А 2 П 2 Г 9 , как видно из т а б л . 3 4 , в совместном расчете получено оптимальное сочетание длины стан­ ционных путей и ходовой скорости соответственно при тепловозной тяге 1350 м и 65 км/ч, при электрической 1350 ж и 60 км/ч. Сопостав­ ления с вариантами 1 и 2 в табл. 28 показали, что при тепловозной тяге уровень оптимальной ходовой скорости совпадает, но оптимальная

длина

станционных путей в более точном

совместном расчете выше

на 100

м, чем в расчете с заранее заданной

той ж е ходовой скоростью

(сказались разные сроки суммирования затрат — при совместном рас­

чете

этот

срок соответствует

у т а х

= 8 0 км/ч, а при

расчете

с задан­

ной

ходовой

скоростью v m a x

= 65

км/ч).

 

 

Еще

более

существенно

расходятся варианты

2 в табл.

28 и 34

с электрической тягой на переменном токе: вместо оптимальной длины путей 1350 м при заданной скорости 70 км/ч в совместном расчете 1350 м и 60 км/ч. Если оптимальные длины станционных путей близки и прак­ тически сводятся к одному стандарту, то уровень оптимальной ходо­ вой скорости в динамичной системе на 10 км/ч ниже заданного — оп­ тимального в статичной системе [23]. Найденный в совместном расчете уровень оптимальной ходовой скорости при тепловозной тяге в ва­ рианте А 2 П 2 Г 9 более высок, чем при электрической.

Детальный анализ зависимости величины критерия от сочетания длины станционных приемо-отправочных путей и ходовой скорости

178