книги из ГПНТБ / Тихонов, К. К. Выбор оптимальных параметров эксплуатации железных дорог

Г Л А В А V

ПАРАМЕТРЫ ТЯГОВЫХ СРЕДСТВ

жения

они являются функцией

параметров управления подсистемой,

а во

встречном направлении выступают у ж е в качестве

заданных.

При заданных (фиксированных)

в одну сторону движения

параметрах

системой :

NK

= h (рх; vx; / У д ) ;

Р = h (Рх, t»x ;

/ У д ) ;

•^лок "

/ з (Р х\

у х> ^уд)>

где

NK

— касательная

мощность

локомотива, к. л. с;

Р — вес локомотива,

т\

В л о к

— расчетная стоимость локомотива, руб.

FpK = P(w'0

+

ip) +

Qx(wl +

iv),

,

(58)

где

Р — вес

локомотива,

т;

Qx — весовая норма поезда, т;

w'o\

w'o — удельное основное

сопротивление

соответственно

локомо­

тива и состава

при

установившейся скорости, кГ/т:

w'0

=1,9

+

O.Olo +

0,0003У2 ,

(59)

w0" = а +

bv + cv2;

(60)

а, Ь,

с — коэффициенты,

определяющие

величину

основного

удель­

ного сопротивления движению состава в функции

скоро­

сти

[42].

Учитывая,

что

или

Q , = ( p S - M i

Д р * ' ) ( / " + / 7 „ - а л ) .

(61)

Q^-plUo+ly^-aJ,

'

(62)

после

соответствующих

подстановок

и преобразований получим

Fl = P (wo + i p ) +

( С +

/ у Д -

аа)

Р х (w'i + ip).

(63)

В то ж е время

при движении поезда

по расчетному

подъему с

устано­

вившейся скоростью

FPK

=

Ю00Р/г0%ц,

(64)

+ l

—а\р

(a + bvn

+

cvl +

i )

1000fc0\|>o4

—(1,9 +

0 , 0 Ь р + 0 , Ш З о р - Н р )

'

откуда

дг

_ 3,7073fe0 -фсц (а + bvp + cv\ + 1 р ) (

+

/ у Д — ал)

vp р х

,gg

к

lOOOfeo 'фсц — (1,9 +

0 , 0 1 и р + 0,0003

+ t p )

# к = И» р

(Рро + di^P*

0 (ПТ + 1уя~ал)

(67)

или

^ к =

1*»рР«(/с от +

/ у д - а л ) ,

(68)

=

3,7073 -фсц k0 (а + bvv + cv% + / р )

.

,gg v

ЮООйо 1|)С Ц — (1,9 + 0 , 0 1 У р +

0,0003ор + «р )

'

•фсц — коэффициент сцепления колес

локомотива

с рельсами —

функция расчетной скорости и р :

для тепловозов и электровозов постоянного тока

Фсц = * + — 3 — ,

(70)

для электровозов

переменного тока

= * + — ^ — ;

(71)

413+г/Ур

л: и у — коэффициенты разные для разных видов тяги,

их задают

в исходной информации по Правилам

тяговых

расчетов

рической зависимостью [30,] [23]:

»р = - ^ -

,

(72)

где

vx — ходовая скорость грузовых

поездов на участке,

км/ч;

г;

s — коэффициенты, зависящие

от вида тяги и типа профиля

# л о к = а к ^ к + & л >

(73)

где ак — удельная

стоимость локомотива

(приходящаяся на 1 к. л. с.

мощности), руб.;

Ьл — часть стоимости локомотива данного вида

тяги, не з а в и с я ^

щая от мощности, руб.

Коэффициенты в формуле (73) можно

принимать

в расчетах рав­

ными :

Вид тяги

ак

Ьл

Тепловозная

55

5000

Электрическая:

переменный

ток

23

35000

постоянный

ток

23

25000

чается по направлениям движения

«туда» и «обратно», т. е.

N^6p •

Поскольку один локомотив должен

освоить расчетные

веса

поездов

в оба направления,

то расчетную

касательную мощность находят из

условия

< = т а х

К ;

^ Б Р ) .

(74 )

Д л я определения

по формуле

(31)

ходовой скорости

предваритель­

грузка рх

и средний вес поездов

определяется

величиной

средней

поездной

погонной нагрузки рх* =

р с

р = / (рх).

Если ж е расчетная

и средняя

поездные погонные нагрузки

заданы на отдельно

найденном

соответствующими выражениями (39)

и

( 4 0 ) . При заданной

мощности

тяговых средств для каждого из трех

типов локомотивов в

исходной

информации

указывают

следующие

параметры: сс0 — число

осей;

р 0 — осевую

нагрузку;

к0 — отношение

касательной мощности

ло­

комотива к номинальной на расчетном

подъеме. Кроме того, для каж ­

движения расчетные оптимальные и средние

поездные

погонные на­

грузки .

Удельная

мощность тяги

выражается в алгоритме

расчетов зави­

симостью

j

<XQNQ

(78 )

«о Ро + (ро +-di Др* t) (lc0r + /уд

— ал)

Расчетную ходовую скорость в каждую сторону движения находят

по формуле

( 3 1 ) , среднюю в обе стороны рассчитывают как среднегар-

моническую

величину

Г Л А В А VI

СРОКИ ЭТАПНОГО УСИЛЕНИЯ

ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

системы мер этапного усиления провозной способности,

характерной

для

данного конкретного

направления, и сроки

осуществления их

при

найденной

по данной

методике длине станционных

приемо-отпра­

вочных путей — самостоятельная задача со своей методикой

решений

П91—[21], [24]—[27], [44]—[45].

Технически

необходимые сроки осуществления

в данной

работе

резерва, необходимого для

обеспечения

надежной

эксплуатации,

при неравномерности движения . Величину

этого резерва принимают

заданной. Расчет ведется отдельно «туда» и

«обратно» и

окончательно

выбирается меньшая величина

срока.

nrnp0T(t)-riPaiI(t).

(85)

ТОО

( 1 - Ю - ^ к о

с

+ А п

п о

( О

т

] - е ? б " с б

) ,

(86)

2 4

пер

I

где

ррез — коэффициент,

учитывающий

резерв

пропускной

способ­

ности грузового движения для сглаживания месячной не­

равномерности поездопотока и обеспечения надежности

эксплуатации

однопутной

линии

(0,15—0,20).

В формуле (86) период обычного (непакетного) парного

графика

Гпер принимают

как

функцию

ходовой

скорости

9/ОД

Т°ебр =

-

^

+ 2 т с

т

+

^ 3

,

(87)

где

/пер — расчетная

длина

перегона

на

однопутной

линии, км;

ссх — отношение

средней

ходовой

скорости

грузовых

поездов

на ограничивающем перегоне к средней в обоих направ­

лениях

движения

скорости

на

всем

участке;

2 т с т

— сумма

станционных

интервалов

(неодновременного

при­

бытия и скрещения) в периоде обычного однопутного

парного

графика,

ч;

tV3

— время

на

разгон

и замедление, ч;

Vе/

— средняя в обоих направлениях движения ходовая

скорость

грузовых поездов

на

участке,

км/ч.

Коэффициент

съема

грузовых

поездов

пассажирским

в

формуле

(86) — т а к ж е функция

ходовой

скорости — определяется

по

формуле

[37]:

«

+

0,8

о с

р

+ 0 , 7 / — 0 , 0 5 п п

с >

1,1,

(88)

8пс = 0,2

—

где

у п с

— ходовая

скорость

пассажирских

поездов,

км/ч;

/ — коэффициент неидентичности

перегонов;

па0

— расчетные

размеры

пассажирского

движения

в

функции

времени, пар поездов в сутки.

Коэффициент

съема

грузовых

поездов

сборным

поездом

находят

по

формуле

г°Л=\

+ 0 , 5 ( 1 - 0 , 0 5 я п с ) ( 2 , 5 / - 1,5)

к с б >

1,0,

(89)

где

/ с с б

— число

раздельных

пунктов

на

расчетном

участке,

на

кото­

рых сборные поезда имеют работу; задается в исходной

информации

или определяется

по

формуле

к сб =

^

г

+

l ) a c

6 ;

(90)

4 З а к . 493

97

а с б

— коэффициент,

представляющий

отношение

ксб

к

общему

числу

промежуточных

раздельных

пунктов

на

участке

(сте­

пень

концентрации

грузовой

работы);

/ у ч

— длина

расчетного

участка,

км.

Подставляя

в уравнение

(86)

зависимости для

однопутных

линий

с обычным

парным

графиком

^ п е р =

fl

( у х Р ) >

епс = / 2 ( у х р ;

t);

« п с =

/ з ( 0 ;

е°б =

/ 4 ( 0

[формулы (87—90)],

обозначая

в дальнейшем для

более

общего

случая

(р с 0 р

+ d2 Ар*/) =

р с р

(рх)

=

рх

и принимая для однопутной линии

2 т

с т

+

^ р з = 0,15

ч

и

а с

б

= 1 ,

получим

1

(

(24а

vcp(l—

3 0 д

)

{

t r r

=

J _ 3

6

5 ф * р

* ( / с т _ д )

х X V

Р р е з ! _

М

пер

1 2срС п + 0 , 1 5 а х ^ Р

- [ п -

+ Д « п с

( ^ Х

Н

0,2 +

0,8 —

+0,7/ — 0,05 X

-псб

[ 1 + 0,5 [ 1 — 0,05

[п™ +

А п п с

( ^ е х Н

х

X (2,5/—1,5)

к с б ]

(91)

Преобразуя

формулу

(91)

относительно

t\ex,

получим

неявное

вы­

ражение

функции ^ е х

=

ф (рх;

vx)

в

следующем

виде:

(^ех)"

+

Ах (t\ex)m

— А2

(^«)2m _

AQ =

о,

(92)

где

^ 0 =

9 1 . ^ ;

их );

Л 1 =

ф 2 ( р ж ;

vx)

и

Л 2

=

ф 3 ( р ж ) ,

развернутые

выра­

жения которых

следующие:

2 4 д х

^ р ( , - р ° р д з )

Д = | - ^ | з б 5 ф * р * ( 7 £ т - а л ) 2 / В Д + 0 , 1 5 а х » = Р

„СР

0,2

+ 0,8 -5- +

0,7/

-

0,05

(л™)я

fnc

- [ 0 , 5

( 1 - 0 , 0 5 п - )

я с б

( 2 , 5 / - 1,5)

к с б -

1]\\\-Г0;

(93)

^ 1 = ^ { з б 5 Ф * р * ( / ^ - а л

„ср

)

0,2

+

0,8

+

0,7/ A n n c - 0 , I n ™

An,

— [ 0 , 5 - 0 , 0 5 п с б - А п п с ( 2 , 5 / —

1,5)/сс б ]

;

(94)

3 6 5 . 0 , 0 5 Ф * р ; ( ^ т - а л )

Д«^

(95)

Рис. 31. Зависимость технически

необ­

ходимого

срока

ввода

в

эксплуатацию

удлиненных

путей от

расчетной

поезд­

ной погонной

нагрузки

и заданной

хо­

довой

скорости

(однопутная

линия,

обычный

парный

график;

/ " =

850

м,

1 группа

распределений

поездных

по­

гонных

нагрузок)

3,1

35

3,3

4,3 4,7

Рх,т/ддг.м

Уравнение

(92)

подтверждает

функционально

непрерывный

и

выпуклый

характер

зависимости

t\ex

—

f

(рх;

v%).

Это

видно

и

на

рис.

31,

построенном

для

I

группы

распределений

поездных

погон­

ных

нагрузок

и ряда

зафиксированных

ходовых

скоростей

с

шагом

5 км/ч

в качестве

независимых

переменных

при

следующих

парамет­

рах

состояния

подсистемы:

Г 0

= 1 0 - 1 0 ° ;

ДГ = 0,8 • 106 ;

п =

0,8;

т =

0,9;

ср* =

0,6;

1?—аа

=

800;

а х

=

0,9;

р ^ 3 =

0,15;

1°*Р =

15; л™ = 4;

Л я п с

=

0,4;

vn

120;

/

=

0,7;

пеб

= 2;

I

180;

к,с б

14.

Пол­

ная

зависимость

t\ex

= f

(рх;

vx)

уч

поверхность в

реально

— в ы п у к л а я

ных) подсистемой.

Если

в исходный

период

расчетное

направление

оборудовано

автоблокировкой

и

применяется

частично пакетный

график,

то

расчет

t\e*

сводится

аналогично

к

решению

равенства

г 0

+

Агигх)п

4 8 ( 1 - С з )

365<р*(р£Р+d2

Ap*t™)

( 2 - 7 п а к ) /

Zl2&

0,15 \

nep -

+

+ 1 2 0 / а в т 7 п

а к

г, „СР

/

а х ^ х Р

('пр

+

'отп)

"по• +60(2/°fp

+ 0 , 1 5 а Х ^ Р )

- 0 , 7 / - 0 , 0 5 [ < +

А п п

с ( ^ е х ) т ]

X

^

« х ^ х Р

( 7 п р

+ /отп)

2 —

6 0 ( 2 / п ° « р + 0 , 1 5 а х

v?)

X К с

+ А п п

с ( ^ х

П - п с б

[о,5(2,5/ — 1,5) к с б х

X

1 - 0,0 5 [п™ +

Д я п с ( / Г ) я ,

1 ] .

(96)

4*

99