RESEARCH OF THE FACTORS THAT INFLUENCE ONTO THE TRAFFIC AND CARRYING CAPACITY OF THE RAILWAY LINES

УДК 656.222.3 Ю. В. ЧИБІСОВ (Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна) ДОСЛІДЖЕННЯ ФАКТОРІВ, ЯКІ ВПЛИВАЮТЬ НА ПРОПУСКНУ ТА ПРОВІЗНУ СПРОМОЖНІСТЬ ЗАЛІЗНИЧНИХ ЛІНІЙ В даній роботі розглянуто фактори, які впливають на пропускну та провізну спроможність залізничних ліній, а саме: маса та довжина поїздів, швидкість їх руху, ухил ділянок. Розглянуто витрати ресурсів на пропуск поїздів різної маси та при використанні різних типів локомотивів. Також розглянуто вплив підвищення маси поїздів на рівень використання пропускної спроможності залізничних ліній. Ключові слова: пропускна спроможність, провізна спроможність, залізнична лінія, параметри поїздопотоків. В данной работе рассмотрены факторы, которые влияют на пропускную и провозную способность железнодорожных линий, а именно: масса и длина поездов, скорость их движения, уклон участков. Рассмотрены расходы ресурсов на пропуск поездов разной массы и при использовании разных типов локомотивов. Также рассмотрено влияние повышения массы поездов на уровень использования пропускной способности железнодорожных линий. Ключевые слова: пропускная способность, провозная способность, железнодорожная линия, параметры поездопотоков. In this article there were researched the factors that influence onto the traffic and carrying capacity of the railway lines, namely: mass and length of the trains, the speed of their running, the grade of the lines. There were researched the charge of the resources connected with running the trains of different mass and with the use of different types of locomotives. There were also researched the influence of the mass and length increase on to the level of the traffic capacity usage. Key words: traffic capacity, carrying capacity, railway line, trainflow parameters. Вступ У зв’язку з необхідністю інтеграції транспортних мереж і транспорту України в міжнародну транспортну систему, а також з метою залучення додаткових обсягів перевезень, скорочення транспортних витрат і збільшення частки експортного потенціалу України на міжнародному ринку транспортних послуг, залізничний транспорт України повинен вийти на новий рівень транспортування вантажів і пасажирів з метою наближення до міжнародних стандартів перевезень, а також енергетичних та екологічних показників роботи транспорту. Як повідомив начальник Головного комерційного управління Державної адміністрації залізничного транспорту України Ю. А. Меркулов, «Пропускна спроможність залізниць України – 100 млн. тонн вантажів щороку, минулого року ми перевезли 51 млн. тонн – лише 50%.» Це означає, що транспортна мережа України має резерв пропускної спроможності. У той же час, пропускна спроможність окремих ділянок основних напрямків перевезень, таких як Куп’янськ – Одеса, Харків – Джанкой, Знам’янка – Джанкой та ін. майже вичерпана. Це означає, що пропускна спроможність мережі залізниць використовується нерівномірно. Задача раціонального пропуску вантажопотоків є комплексною і складною задачею, при вирішенні якої можна натрапити на суттєві труднощі, що пов’язані з цілим рядом проблем, в першу чергу із забезпеченням необхідної провізної та пропускної спроможності залізниць [1, 2]. Фактори, які впливають на рівень використання пропускної спроможності Відомо, що на пропускну спроможність залізничної лінії впливають багато факторів [3], такі як: кількість головних колій, засоби зв’язку, що діють на залізничній лінії, тип та потужність локомотивів, спосіб організації руху поїздів, структура поїздопотоку на лінії, швидкість руху поїздів, міжпоїзних інтервалів, величина вікон, що виділяються для ремонту колії, характеристики плану та профілю ділянок залізничної лінії, коефіцієнти зняття поїздів різних категорій, колійний розвиток роздільних пунктів даної залізничної лінії, тип графіку руху, та інші. Оскільки залізнична лінія представляє собою складну, динамічну, стохастичну, ергатичну систему, то вона може бути представлена як складна система масового обслуговування (рис. 1), у якої потоки йдуть по коліях, станціях та роздільних пунктах [4]. © Чибісов Ю. В. 2012 97 Залізнична лінія К олія 1 П1 П2 П3 Ф аза 1 Залізнична ст анція К олія 2 Ф аза 2 Nп П1 Рис. 1. Залізнична лінія як система масового обслуговування Заходячи на станцію, потік обслуговується з відповідними параметрами обслуговування (може бути декілька каналів, а також декілька фаз обслуговування), а виходить потік з іншими параметрами, які, в свою чергу, впливають на пропускну спроможність залізничної лінії Nп . Цілями даної системи є забезпечення перевезень вантажо- та поїздопотоків із заданою маршрутною швидкістю з мінімальними експлуатаційними витратами та при безумовному дотриманні безпеки руху. Підсистемами залізничної лінії є технічні станції та залізничні дільниці, елементами виступають колії перегонів, приймально-відправних та сортувальних парків станцій, горловини станцій, поїзди, локомотиви, вагони, працівники тощо. Залізничній лінії як системі властива багатакомпонентність, багатокритеріальність, високий динамізм поведінки. Вплив маси та довжини поїздів на провізну спроможність залізничної лінії Розглянемо, як впливає маса та довжина по- їздів на провізну спроможність залізничної лінії. Динаміка збільшення маси поїздів спостерігалася на більш ніж віковому періоді розвитку українських залізниць: збільшення середньої маси поїздів за останні 100 років відбулося від 500 т до 3500 т. Зрозуміло, що збільшення маси відбувалося із розвитком тягового рухомого складу, потужність якого поступово збільшувалась. Відповідно збільшувалося і осьове навантаження вагонів, що досягло обмеження в 25 т/вісь. Збільшення маси поїздів практично однозначно викликає збільшення довжини поїздів. Отже, для збільшення провізної спроможності залізничних ліній обов’язковою умовою є збільшення маси та довжини поїздів. Як показали дослідження основних напрямків залізничних перевезень [5-8], на деяких ділянках при збільшенні маси до 4500 т виникає необхідність застосування підштовхуючих локомотивів або двійної тяги. При цьому зростають витрати ресурсів на пропуск поїздів. Залежність витрат ресурсів від маси поїздів на основних напрямках з урахуванням витрат на додаткову тягу локомотивів наведена на рис. 2. Е, б) 9000 КВт а) Е, 40000 КВт 8000 35000 7000 30000 6000 5000 25000 4000 3000 20000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Q, т 9000 3000 в) Е, КВт 60000 Е, г) 150000 КВт 55000 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 130000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Q, т 4000 5000 6000 7000 8000 Q, т 9000 110000 90000 70000 50000 4000 5000 6000 7000 8000 Q, т 9000 3000 Рис. 2. Залежність витрат умовного палива (КВт) від маси поїздів на основних залізничних напрямках: а) Харків – Джанкой; б) Знам’янка – Джанкой; в) Куп’янськ – Одеса; г) Красна Могила – Львів. 98 Загалом, підвищення маси поїздів на цих напрямках дозволяє підвищити провізну спроможність ліній в середньому на 10-30 %. Але при цьому необхідно враховувати деякі обмеження. Збіль (...truncated)