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

исходного (первого) этапа эксплуатации линии.

Д л и н а любой из них

исходя из принципиальной

схемы функционала

(117) равна

h =

^E^(t)(\

+ AY,

(119)

где tB=l;

tK=l,

2,..., / f x .

'к

+ Э у д л ( / у д )

2 ( 1 + А ) - ' ,

(120)

где tH=\,

2,

r f x ; tK = t™+l;

*™* + 2;...-;

t™.

^з =

Лкчпг(/уд;Тпак)(1 + д>-<.+

+ 2 £r(V> YnaK;

0(1 +

Д ) - ' + №+ЭД 2 (i+л)-'. (121)

Аналогично длины

дуг,

исходящих

из вершин t\ex + 1;

t\ex -f- 2;

...;

tT3ex и кончающихся в вершинах ^ е х ,

представляют собой

затраты

на

четвертом этапе эксплуатации линии

+

( 5 у д л + 5 ™ + а д

£

( 1 + Д ) - ' .

(122)

^3+1

Суммарные приведенные

затраты

на

завершающем

пятом

этапе

э к с п л у а т а ц и и — д л и н а

дуги,

ведущей

от вершины t\ex

к

конечной

вершине

Г т а х :

2т а х£ К 5 М ( /

У Д ; 0 ( 1 + Д ) - ' +

я 5 = Л ™ ( 1 + Д Г ' *

+

J T P X

Г

? 4 Т е х + 1

г

max

+ ( 3 y L + 3 ™ + 5 Q

2Г(Н-А)-'.

( 1 2 3 )

Последовательность

действий при определении кратчайшего

пути

на

графе,

приведенном на рис. 34, такова.

Вершинам графа

1 , 2 , . . . ,

/™х

присваивают

потенциалы,

равные

длинам дуг Ях ,

вычисленным

шинам t2 ^

t\ex

+ 1;

/ { е х

+ 2;

...; t\ex

— потенциалы,

соответствен­

но

равные

условной

бесконечности.

Д а л е е потенциалы

вычисляют

по

правилу

(Utl+K

если

Utl

+

bz<Ut,

Ut>~[Ut2,

если

Uh

+ K>Utt,

[ [ М >

устанавливая наименьший возможный

для каждой

из

вершин t2.

Одновременно

фиксируют

номер

вершины / ъ

по которой

получен ми­

нимальный

потенциал

вершины

/ 2 . Затем выбирают

обусловленный

в задаче минимально возможный

коэффициент пакетности и вычисляют

по соотношению (103) срок tTsex и находят потенциалы

вершин,

начи­

ная с t2 +

1 до / £ е х ( у п а к ) .

Исходными

данными в этом случае

будут

потенциалы

вершин

Ut2

и длины дуг Я 3 . Далее определяют

срок

tfx (max /„ер) и потенциал

вершины.

Потенциал

вершины

Г т а х —

сумма

потенциала

вершины

t\ex и длины дуги Ха.

Из возможных зна­

чений

параметра

/ П ер от максимального до минимального (все значе­

ния Удв)

получим

набор

потенциалов

вершины Г т а х - Выбрав

мини­

мальный

из них, найдем

кратчайший

путь на графе для фиксирован­

кратчайших путей — несколько

значений

целевого

функционала

(120). Минимальное из них соответствует

оптимальным

срокам /х ;

/2; ts, оптимальным параметрам

у п а к и 7 Д В (/пер) и минимальному

значению критерия .

Г Л А В А VIII

ПРИВЕДЕННЫЕ ПЕРЕВОЗОЧНЫЕ ЗАТРАТЫ

вагонов с грузом в пунктах формирования, в

обоих

направлениях

движения .

Отдельно рассчитывают затраты на перелом

весовых норм, кото­

рые могут

возникнуть

на

примыканиях .

Кроме того, в вариантах разных весовых норм

по

направлениям

движения

надо

учесть

расходы

на резервный

пробег

локомотивов.

Д л я года t

перевозочные

затраты

состоят

из

следующих

семи

элементов:

Я™ (t) =

Е \ в

(t)

+

£ н а к (t)

\

£ д В б Р (0

+

~Г - £ п о р (0

+ £ н а к

(0

- г - ^ э н е р г

(t) - f - £ р е з (0>

(

125)

дов,

приходящиеся

на 1 км длины

направления,

определяют

следую­

щим

образом:

/ с г р

р К М

/

ПЧ

,

Л Г)КМ

I

С ттл/КМ

,

„ „

\ . .

X

Г° + А

П

"

,

(126)

4>*(lc0T

+17Л~ал)(р^

+ с12

Ар*/)

где

Сдч — приведенная

стоимость

1 поездо-ч

груженого

поездопо-

тока, руб.;

км/ч;

у у ч

— участковая скорость,

R™ — средняя затрата механической работы локомотива на 1 км

длины

линии,

ткм/км;

W™ — средняя

затрата

механической

работы

на преодоление

сил

сопротивления

движению

поезда

на 1 км длины ли­

нии,

ткм/км;

с"; Сэ — расходные

ставки

затрат

на 1 ткм

механической работы

соответственно

тяги

и

преодоления

сил

сопротивления

елкм

движению,

руб/ткм;

— расходная

ставка

затрат

на

пробег

локомотива,

руб.;

р — коэффициент

кратности

тяги

(р =-- 1 для одиночной

тяги;

р = 2 для двойной тяги на всем

направлении).

Все величины в формуле (126) должны

быть

определены

отдельно

«туда» и «обратно», за исключением

/ у д ; ал;

с л ;

с°э, которые не за­

висят от направления

движения

поезда. Основы

технико-экономиче­

ских

расчетов подробно

изложены

ранее

[7], а нормативы

энергети­

ческих затрат взяты по данным Гипротранстэи МПС. Расчеты

приве­

денных

перевозочных

затрат

на

перемещение

груженых

поездов

по участку алгоритмизированы следующим образом. Стоимость

1 по­

ездо-ч

на

участке для

груженых

поездов

рассчитывают

по формуле

сП ч = а Л о К

с б ч

+

л ° *

л

о к (—

+ —

\

+ гк

Мк. +

а

л о к е р л

+

8760

1 /

н

/ л

/

\ ' о к

' с л /

+ сТЧ (pgp +

d2 ApV) (/ 0 Т +

/ у д - а л )

(

1 +

"

У Ч

f

j "

)

,

(127)

где

а л Р к — коэффициент,

учитывающий

внепоездную

работу

локо­

мотивной бригады (прием и сдачу локомотива в пунктах

смены, участие в плановых видах

ремонта:

постановка

локомотива в

ремонт,

обкатка

и др.);

ссЛ ок= 1 + 0,00065У у ч + Ь 2 ^ ;

(128)

'бр

/ б р

— средняя

длина

участка обращения

локомотивной

брига­

сбч

ды, км;

1 ч работы

— средняя

расходная

ставка

оплаты

локомотив­

ной

бригады, руб.;

а л о к

— коэффициент, учитывающий

время

нахождения

локомоти­

ва в пунктах

оборота и плановых

видах

ремонтов;

« л о к = 1 + * Ч ч + - ^ ;

(129)

х';

у'

— коэффициенты,

зависящие

от

вида

тяги .

В

среднесете-

вых

условиях

можно

принимать

х'

у'

Тяга:

тепловозная

0,0025

3,0

электрическая:

постоянный

ток . . . .

0,0015

2,8

переменный

ток . . . .

0,0020

2,5

В л о

к

— прейскурантная

или расчетная

стоимость локомотива, руб .

[либо

известна

при заданных

параметрах

тяговых

средств,

либо

рассчитывается

по формуле

(73)];

^ок

— нормативный

срок

окупаемости

капитальных

вложений,

лет;

^ с л

— расчетный

срок

службы

локомотива

с

учетом

морального

гк

износа, лет;

— расходная

ставка

затрат, пропорциональных

расходу

топли­

ва или электроэнергии

только на собственные

(служебные)

нужды,

руб/к.

л.

с;

е р

л

-— расходная

ставка

1 локомотиво-ч

ремонта

локомотива,

свя­

занного

с износом

с течением

времени, руб.;

еТЧ

— средняя

стоимость

1 тонно-ч

брутто

груженого

вагонопото-

ка, руб.;

у ч

— средняя

длина

участка

обращения локомотива,

км;

2 < ст

— суммарная

продолжительность

стоянок

транзитного

поезда

на технических станциях в пределах участка

обращения

локомотива, ч;

NK — касательная

расчетная

мощность

локомотива;

C y q

— участковая

скорость поездов, км/ч

у у

ч = М х р ;

(130)

vcxp

— заданная или рассчитываемая

по формуле

(79) ходовая

ско­

рость, средняя в обоих направлениях движения,

км/ч;

Р х

— коэффициент

участковой

скорости;

на

однопутной

линии

при организации движения по обычному

парному

непакет­

ному

графику

(исходный

период) [37]:

а

,

(пгр

+ 2&сппс)

tCKp + (l—Ac)

n n c t o 6 r

p x

= i

—

;

24

/ОД

^скР = ^пер +

0,15;

(132)

2vcp

^ о бг

— средняя

стоянка грузового

поезда

под обгоном

пассажир­

Ас

ским, ч;

— отношение

средней

в

оба направления

движения

ходовой

скорости

грузовых

поездов к скорости пассажирских

поездов:

Д с

=

— ;

(133)

«по

,ОД

— средняя

о

'пер

длина перегона

на однопутной

линии,

км.

При

организации

движения

по

частично

пакетному

графику

на однопутной линии с автоблокировкой

коэффициент участковой ско­

рости

определяют

по формуле [37]:

опак _

l

(1 -

0. 5/Упак) ( я г р +

2ппс)

t™

1440 ( 1 , 5 - 0 , 6 / 7 п а к )

где

/ — коэффициент неидентичности

перегонов;

Скр

— среднее

время

стоянки

грузового

поезда

под

скреще­

нием,

ч:

С

= Ю,95 +

0,65 ( / ? п а к ) " ] / с к р +

[0,05 +

3,2 ( / У п а к ) ' ]

/ а в

т ;

(135)

•^авт

— расчетный

интервал

автоблокировки,

ч.

Коэффициент участковой

скорости

на линии с двухпутными

встав­

ками

рассчитывают

по формуле [38]:

Р Г -

1 4

4

° - ° ' 6

^ р

,

( 1 3 6 )

Н 4 0 - ( 6 + 0 , 8 А с « п с )

С;

где

^ к р — средняя

продолжительность

стоянки

при

скрещении

грузового поезда с грузовым, мин.

Определяют

по фор­

/ПС

муле

(132), где вместо / п е Р

принимают /„ер;

— средняя

(скр

продолжительность

стоянки

грузового

поезда

при

скрещении с пассажирским, мин;

1 2 0 / в с т

Ulv^{fx

+ tl)a3aa

или

*™р =

п-^азап;

(138)

D°P

X

115

1 вст

— расстояние

' п е р

между осями

двухпутных

вставок,

км;

tx-\-t'x — чистое время хода пары

поездов по среднему

перегону,

мин:

1207в с т

tL + t"* = —

^

;

(139)

а з а п

— степень

заполнения

пропускной

способности

участка;

по условиям

задачи

всегда

меньше единицы:

« з а п =

;

(140)

"нал — максимально

возможные

размеры

движения

после

ввода в эксплуатацию двухпутных

вставок:

1 2 ( 1 - Р ' ) 0 - Р % з К Р

(141)

[

пер

" п о т р

— полные

потребные

размеры

движения,

определяемые

величиной грузового потока, длиной станционных

приемо-отправочных путей, размерами движения пас­

сажирских

и сборных поездов и соответствующими им

коэффициентами съема. Как только

п п

о т р становится

больше, чем п н а л ,

рассматривается

уже полностью

двух­

путная

линия .

t в формуле

Полная потребная пропускная способность года

(140)

определяется из выражения (56) отдельно

в направлении

движения

«туда» и «обратно». К расчету принимается большее

из двух

получен­

ных

значений.

Коэффициент участковой скорости на полностью двухпутной ли­

нии

рассчитывают по

формуле

№

=

,

(142)

1 + С т < о б г » х

где

.км

— количество остановок

одного грузового поезда на рас­

гс0 с т

четном

участке под

обгонами

пассажирскими

поезда­

ми, приходящееся

на

1 км длины

участка:

« ™ т = = 5 н р М _ М + Л _ .

( 1 4 3 )

24

V vx

ч п с I

1УЧ

^ о б г

— средняя

стоянка

грузового

поезда

под

обгоном,

ч.

В формулах (131) и (142):

' о б г =

-

пер

(IJ

— ] + 0 , 2 ,

(144)

^ "

fx

Vnc

где

/ п е р

— средняя

длина перегона двухпутного участка, км;

v a c — скорость

пассажирского

поезда,

км/ч;

0,2 — величина,

учитывающая

интервал попутного

прибытия

пассажирского поезда вслед за грузовым, интервал по­

путного отправления грузового поезда вслед за пассажир­

ским и время на разгон и замедление, ч.

Механическую работу локомотива, затрачиваемую на тягу, с уче­

том

потери

кинетической энергии поезда при

остановках

на участке

RT

= [Р +

(Р„С Р +

4

ДрЧ) (I?

+ / у д - а л )

X

x ] ( r c 0 +

i 8 K B ) 10-3

+ 3 , 8 - Ю - « ( а т и х ) 2 к ™ ] ,

(145)

где

Р — вес

локомотива;

' э к в

— крутизна эквивалентного уклона., равная на направлениях

«туда» и «обратно», °/0 0 ;

<хт

— тормозной

коэффициент — отношение средней

ходовой

скорости к средней скорости начала торможения поезда

при остановках (принимают при тепловозной

тяге 0,9,

при

электрической

0,8);

Кост

— среднее количество

остановок

грузового

поезда

на

участ­

w0

ке, отнесенное на 1 км длины;

— средневзвешенное

на

участке

основное

удельное

сопро­

тивление движению

поезда,

кГ/т:

wa = a + 8bvx

+ Mcvl',

(146)

8 =

m" +

— ;

(147)

ж = т'+—.

(148)

Значения коэффициентов т";

п"; т'; п' зависят от вида тяги и типа

профиля

пути.

Если типы профиля пути разные в обе стороны движения, то

различны

и эмпирические коэффициенты

в формулах (147)

и

(148).

ции

параметров

управления исследуемой подсистемы

в

алгоритме

и программе определен по формуле

Р = и (pv + d1Ap*t)(K

+ / у д - а л ),

(14У)

где

коэффициент

пропорциональности

и, рассчитывается

по

формуле

(69).

Эквивалентный

уклон iBKB

найден по формуле

d

(150)

е — v.

где

и, d,

е — эмпирические коэффициенты,

зависящие

от вида

тяги

и типа

профиля

пути.

Количество остановок грузового поезда на участке,

приходя­

щееся на 1 км длины, в функции времени

рассчитывается

следующим

образом:

и с х о д н ы й

п е р и о д

K £

T W

= _ L - = P X _ +

*

(151)

где

/ у ч

— средняя

длина

участка

на расчетном

направлении, км;

fCr

— средняя

продолжительность одной стоянки

грузового по­

езда на участке

под скрещениями

и обгонами, ч;

,ср

("гр + 2 Д с

л п с ) ^скр (I — Дс) и п с ^обг

В формуле

(151)

величина

f5x определяется по формуле

(131), а ве­

личина

У х Р при заданных

параметрах тяговых

средств

по формулам

(31) и (79), а при переменных параметрах

задается на особо

найденном

[23]

оптимальном

уровне,

одинаковом- в обоих направлениях,

или яв ­

ляется

переменной,

оптимальная

величина

которой

в

совокупности

с оптимальной

степенью

удлинения

станционных

путей

определяется

в процессе расчета оптимизацией функционала (10) или

(12). В форму­

ле

(152) значение

птр

находят

по формуле

(55), в которой

рср

(рх)

заменено

на (р<р - f d2Ap*t),

а

величина

/ у д

= 0; п п е

— по формуле

(42), А с — по формуле

(132),

^ с к р

— по формуле

(133) и

to0r

— по

формуле

(145);

п е р и о д

t-y — t2

— освоение

грузопотока при

удлиненных

станционных

путях. При определенном

варьируемом

значении

/ у д

величину /Сост рассчитывают

по той ж е формуле

(151) при

соответст­

вующей

величине

|3Х, определяемой

по формуле

(131),

а

величину

л г р

— по формуле

(55), в которой

значение

/ у д

Ф 0;.

п е р и о д

/2 —ta — эксплуатация

линии

при частично

пакетном

графике с автоблокировкой

K ™ =

i L z 2 ^ V n a i 0 1 / _ i

L \ + J _ ,

(153)

где

/ с ?

определяют

по формуле (152), а f3x — по формуле

(131);

п е р и о д

t3—t\ex

— эксплуатация

однопутной

линии

с

двух­

путными

вставками [38]:

ккм

—

1

0 , 6 / у ч П Д с ( 1 + 1 , З З А е Р х )

Q

б П п с +

4

(154)

IXQCT "

2/ут

1 2 М Х

Р

'

"гр

п е р и о д

tlex

— T'max — эксплуатация полностью

двухпутной

линии . Величину

Кост определяют по

формуле (144).

Количество

остановок грузового поезда на участке,

приходящееся на

1 км длины,

Механическую работу локомотива, затрачиваемую на тягу, с уче­

том

потери

кинетической

энергии поезда

при остановках

на

участке

д л я скрещений и обгонов, отнесенную на

1 км

длины

направления,

когда параметры

тяговых средств заданы,

рассчитывают

по

формуле

R7

= [Р + (Р7

+ d, Ар*

/) ( / " +

'/уу дд

- с л )

X

X

з

feK/

+

3,8.10-

( а т о х )

/ с «

(155)

^

K

6

2

•KM

к =

0

'ост

где b0; Ьх; — коэффициенты, зависящие

от типа

профиля

пути

и

вида

62 ;

Ь3

тяги

[работа

автора 3];

л.

с.

квт/т;

/ — удельная мощность локомотива,

К о с т — среднее

количество

остановок грузового

поезда,

прихо­

дящееся

на 1 км

длины

участка.

Механическую работу на преодоление сил сопротивления

движению

поезда

определяют по

формуле

Щ м

=

[Р +

(рс 0 р +

^ А р * 0 ( / С о Т

+ / у д - а л

) ш 0 1 0 Л

(156)

где

w0

— основное удельное,

средневзвешенное

на участке сопротив­

ление поезда движению, определяемое по формуле (146),

кГ/т.

Расходные

ставки

затрат

в

формулах

(126)

и (130)

е р

л ;

е л к

м ;

б",

с£;

с т ч

устанавливают

на

стадии

подготовки

исходных

данных

и

вносят в исходную информацию. Стоимость 1 т-ч брутто

груженого

вагонопотока сгТ^ для среднесетевых условий

принимают

равной

0,0035 руб/шч,

остальные

расходные

ставки

принимают

по

данным

Гипротранстэи

МПС. Д л я

разных типов локомотивов и

видов

тяги,

если их параметры не заданы, расходные ставки приведены в табл.

17.

Рассчитаны

они

по

формулам:

тяга

поезда

слэ=ер

+ умех(с»к

+

е,);

(157)

преодоление основного сопротивления движению поезда

С э =

С х ч +

С п ,

(158)

где

v M e

x — эквивалент

механической

работы

в топливе

или

электро­

энергии, затрачиваемых на тягу поезда:

1 ткм

механи­

ческой работы требует затраты дизельного топлива теп­

ловозами ТЭЗ 0,85 кг и ТЭ10Л — 0,78 кг (для

перспек­

тивных условий 0,75 кг) или электроэнергии на внешних

шинах

подстанций

электровозами

переменного

тока

3,5

квт-ч

и постоянного

тока

3,6

квт-ч.

Затраты, составляющие расходную ставку ссэ,

приведены

в табл-.

18.