18.3. Графики движения поездов и методика их разработки

На железнодорожном транспорте движение поездов осуществляется по графику. График движения поездов выражает план всей эксплуатацион­ной работы железных дорог и являет­ся основой организации перевозок. Движение поездов строго по графику достигается точным выполнением технологического процесса работы станций, локомотивных и вагонных депо, тяговых подстанций, пунктов технического обслуживания, дистан­ций пути и других подразделений железных дорог, связанных с движе­нием поездов. Объединяя и коорди­нируя работу этих подразделений, график движения дает возможность осуществить необходимое взаимо­действие между ними.

     График движения поездов дол­жен обеспечивать: выполнение плана перевозок пассажиров и грузов; безопасность движения поездов; наи­более эффективное использование пропускной и провозной способности участков и перерабатываю­щей способности станций; высоко­производительное использование подвижного состава; соблюдение установленной продолжительности непрерывной работы локомотивных бригад; возможность производства работ по текущему содержанию пути, сооружений, устройств СЦБ, связи и электроснабжения.

Ход поезда изображается на графике в виде движения точки в системе координат, где по оси абсцисс откладывается время суток от 0 до 24 ч, а по оси ординат — пройденное расстояние. Таким обра­зом, график движения выражает за­висимость t = f(S), где S — путь, пройденный поездом; t — время его хода. След движения точки условно принимают за прямую, соединяющую точки отправления и прибытия поез­да на смежных раздельных пунктах, исходя из того, что поезд следует по перегону с одинаковой скоростью. Фактически же эта скорость изме­няется, особенно при замедлении поезда перед остановкой и разгоне после отправления. Угол наклона прямой к горизонтали характеризует скорость движения поезда.

График строится обычно на стан­дартной сетке с масштабом времени 4 мм = 10 мин и масштабом расстояний 1,5 мм=1 км. На сетке каждый час разделен вертикальны­ми линиями на шесть 10-минутных интервалов, при этом получасовые деления показываются штриховой линией. Горизонтальными линиями обозначаются оси раздельных пунк­тов.

Нечетные поезда наносятся свер­ху вниз, а четные — снизу вверх. В точках пересечения линий движе­ния поездов с осями раздельных пунктов (в тупых углах) ставится последняя цифра времени прибытия, отправления или проследования поез­дов, указывающая число минут сверх целого десятка.

     Чтобы уяснить, как читается гра­фик движения, обратимся к рис. 5, на котором видно, что пассажирский поезд № 183 прибывает на станцию А в 0 ч 13 мин, где имеет 2-минутную стоянку для высадки и посадки пассажиров. Отправляется он в 0 ч 15 мин и на станцию Б прибывает в 0 ч 30 мин. После 2-минутной стоянки на этой станции поезд отправляется в 0 ч 32 мин. На станцию В он прибывает в 0 ч 49 мин. Грузовой поезд № 2102 отправляется со станции В в 0 ч 02 мин и на станцию Б прибывает в 0 ч 25 мин. Здесь он стоит 11 мин в связи с пропуском встречного поез­да № 183, в 0 ч 36 мин отправляется и станцию А проходит без останов­ки в 0 ч 58 мин.

Рисунок 18.5. График движения поездов

На основе графика составляется расписание движения поездов, в котором указывается время прибы­тия, отправления и проследования поездов по каждому раздельному пункту.

Графики движения поездов клас­сифицируют следующим образом: в зависимости от скорости дви­жения поездов они могут быть парал­лельные и непараллельные (нормаль­ные). В параллельных графиках (рис. 6, а) поезда каждого направ­ления следуют с одинаковой ско­ростью, поэтому линии хода их параллельны между собой. В обыч­ных условиях эксплуатации движе­ние происходит по нормальным графикам (рис. 6, б), так как пассажирские и грузовые поезда дви­гаются с разными скоростями;

Рисунок 18.6. Однопутный график: а - параллельный, б - нормальный

 по числу главных путей на пере­гонах графики подразделяются на однопутные (см. рис. 6) и двух­путные (рис. 7). В первом случае главный путь используется для дви­жения в обоих направлениях и скрещение поездов может происхо­дить только на станциях и разъездах, во втором случае — как на перего­нах, так и на станциях;

Рисунок 18.7. Двухпутный график

 по соотношению числа поездов в четном и нечетном направлениях различают графики парные, когда это число одинаковое, и непарные, когда оно различное; в зависимости от расположения поездов попутного следования гра­фики могут быть пачечные, пакет­ные и частично пакетные.

Рисунок 18.8. Пачечный график

При пачечном графике (рис. 8) поезда двигаются друг за другом с разгра­ничением межстанционным перего­ном. Это значит, что нельзя отпра­вить на перегон поезд, пока ранее отправленный не прибыл на впереди лежащую станцию, т. е. на перегоне может одновременно находиться только один поезд.

При пакетном графике (рис. 9,а) поезда следуют пакетами с разграничением в них поездов временем или блок-участками при автоблокировке.

В этом случае на перегоне между станциями может быть од­новременно несколько попутных по­ездов, образующих пакет. Такие графики применяют при автоблоки­ровке. При частично пакетных графи­ках (рис. 9, б) часть поездов дви­гается одиночно, а часть — паке­тами.

Рисунок 18.9. График на однопутном участке а – пакетный, б – частично пакетный

На однопутных линиях с двух­путными вставками или удлиненными станционными путями может быть применен график с безостановочны­ми скрещениями поездов. В этом случае в отличие от двухпутного графика скрещение поездов на ходу может происходить только на опре­деленных участках, имеющих два пути на достаточной протяжен­ности, т. е. в пределах двухпут­ной вставки (рис. 10, а) или удлиненных станционных путей (рис. 10, б).

Рисунок 18.10. График движения на участке с двухпутными вставками (а) и при удлиненных станционных пунктах (б)

Для составления графика долж­ны быть определены его основные элементы:

время хода поездов различных категорий по перегонам;

продолжительность стоянки по­ездов на станциях для выполнения технических, грузовых и пассажир­ских операций;

станционные интервалы; интервалы между поездами в па­кете; время нахождения локомотивов на станциях локомотивного депо и в пунктах оборота.

Рисунок 18.12. Станционные интервалы

Время хода поезда определяется тяговыми расчетами и уточняется на основании опытных поездок и достижений передовых машинистов. Это время устанавливается отдельно для каждой категории пассажирских и грузовых поездов при движении по каждому перегону в четном и нечет­ном направлениях. В последние годы время хода поездов рассчи­тывают с помощью ЭВМ.

Продолжительность стоянки пое­здов под техническими, пассажирс­кими и грузовыми операциями за­висит от категории поездов, типа станции и определяется технологи­ческим процессом ее работы.

Важным элементом графика яв­ляются станционные интервалы (рис. 11), т. е. минимальные промежут­ки времени, необходимые для выпол­нения операций на раздельных пунк­тах по приему, отправлению и пропуску поездов.

Интервалом скрещения τс назы­вается минимальный промежуток времени между прибытием с одно­путного перегона на раздельный пункт одного поезда до отправления на тот же перегон встречного поезда. Интервал скрещения вклю­чает затраты времени на: проверку прибытия поезда № 2108 в полном составе (рис. 13); приготовление маршрута отправляемому поезду № 2107 и доклады старших дежур­ных стрелочных постов о выполнении этой операции дежурному по стан­ции; связь между станциями о дви­жении поездов; открытие выходного сигнала; дачу сигнала отправления и приведение поезда № 2107 в дви­жение.

Интервалом неодновременного прибытия τип называется минималь­ный промежуток времени между прибытием на раздельный пункт двух поездов противоположных направ­лений. Соблюдение этого интервала требуется при пропуске одного из поездов сходу и при остановке обоих поездов на раздельном пункте.

Интервалом попутного следова­ния τпс называется минимальный промежуток времени между прибы­тием на раздельный пункт одного поезда и отправлением с предыдуще­го раздельного пункта следующего поезда того же направления. Этот интервал определяется затратой вре­мени на контроль прибытия или проследования первого поезда в полном составе через станцию, на связь между раздельными пункта­ми и на открытие выходного сигна­ла или выдачу разрешения на отправление второго поезда с преды­дущей станции.

 

Рисунок 18.13. Положение поездов на раздельных пунктах при сокращении

Интервалы неодновременного от­правления и прибытия τоп и не­одновременного прибытия и отправ­ления τпо поездов, следующих в том же направлении, предусмат­риваются лишь в случае, когда ПТЭ запрещают производить эти операции одновременно по условиям профиля при подходе к станции с имеющимися на ней устройствами СЦБ и при отсутствии изоляции маршрутов отправляемого и прини­маемого поездов.

Станционные интервалы опреде­ляют построением графика выпол­няемых операций исходя из макси­мального совмещения их и конкрет­ных условий работы. Интервалы за­висят в основном от средств сигна­лизации и связи на прилегающих перегонах, способа управления стрелками и сигналами, схемы раз­дельного пункта (длины горловины, числа стрелок, входящих в маршрут приема и отправления поездов, и др.), профиля подхода к раздель­ному пункту. Например, при авто­блокировке и электрической центра­лизации стрелок интервал скрещения может составить 1 мин, интервал неодновременного прибытия —2 мин; при полуавтоматической блокиров­ке и механической централизации интервал скрещения —2 мин, интер­вал неодновременного прибытия — до 4 мин и интервал попутного следования —2—3 мин.

Одним из элементов графика при автоблокировке является интервал между поездами в пакете I. Он определяется наименьшим проме­жутком времени, необходимым для безопасного следования по перего­нам одного поезда вслед за другим и создания условий обеспечения нормальных скоростей движения поездов. По заданному интервалу I производится расстановка светофо­ров при проектировании автобло­кировки на участках. Однако при изменении условий эксплуатации (скорости движения, рода тяги, массы состава и т. п.) изменяется и значение I. Так, при современ­ных видах тяги, особенно при элект­рической, благодаря высоким скорос­тям движения интервалы между поездами в пакете могут быть дове­дены до 8—6 мин, а на участках, прилегающих к крупным центрам, для пригородных поездов — до 4— 3 мин.

Интервал между поездами в пакете может быть рассчитан при автоблокировке исходя из нормаль­ной схемы разграничения поездов в пакете тремя блок-участками (рис. 14), при этом второй поезд следует на зеленый огонь без сниже­ния скорости:

                                   (18.1)

где   — длина блок-участков, м;

l_п — длина поезда, м; V_x — средняя ходовая ско­рость поезда на про­тяжении L_p, км/ч;0,06 — переводной коэффи­циент, так как исчисляется в км/ч, а интервал — в мин.

Рисунок 18.14. Нормальная схема разграничения поездов в пакете при автоблокировке

Нормы продолжительности на­хождения локомотивов на станциях локомотивного депо и в пунктах оборота зависят от того, заходит ли локомотив в депо или оборот его осуществляется непосредствен­но на приемо-отправочных путях. В первом случае продолжительность стоянки складывается из времени нахождения локомотива на пути прибытия, прохода на территорию депо, выполнения там технических операций, возвращения из депо на путь отправления и простоя у соста­ва до отправления поезда. Во вто­ром случае время нахождения локо­мотива на станции значительно уменьшится.

Продолжительность операций с локомотивами устанавливается на основе хронометражных наблюде­ний с учетом передовых приемов работы.

Для составления графика, кроме основных его элементов, должны быть известны размеры движения пассажирских и грузовых поездов, нормы их массы и длины и другие данные. В целях взаимной увязки графиков движения МПС передает дорогам схемы движения пасса­жирских поездов и основные данные о передаче грузовых поездов по пунктам перехода с одной дороги на другую.

При составлении графика прокла­дывают линии хода пассажирских поездов, затем ускоренных грузовых, отправительских и ступенчатых мар­шрутов постоянного обращения и, наконец, всех остальных поездов.

Поезда, предназначенные для выполнения местной работы на уча­стке, в том числе сборные, прокла­дывают по заранее составленной схе­ме с таким расчетом, чтобы простой местных вагонов на промежуточных станциях был наименьшим. Грузовые поезда стремятся распределить на графике равномерно в течение суток, так как при этом создаются условия для ритмичной работы станций и сокращается время нахождения ло­комотивов в пунктах оборота. Наря­ду с этим на электрифицирован­ных линиях улучшается использова­ние мощности локомотива и создает­ся равномерная нагрузка на тяго­вые подстанции. С этой же целью чередуют на графике линии хода гру­зовых и пассажирских поездов, осо­бенно в периоды сгущенного дви­жения, предусматривают следование одного поезда на подъем в то время, когда другой идет под уклон, и т. д.

Прокладку линий хода грузовых поездов на графиках однопутных участков в большинстве случаев начинают с ограничивающего пере­гона. Ограничивающим называется перегон, время занятия которого па­рой поездов или поездом является максимальным. Ограничивающим чаще всего бывает перегон, имею­щий наибольшую длину и тяжелый профиль. Как видно на рис. 15 это время, называемое периодом гра­фика Т, для рассматриваемого слу­чая составит Т = t' + t " + 2τс, где t' и t" — время хода соответственно нечетного и четного поездов по ограничивающему перегону с учетом их разгона после отправления; τс — интервал скрещения.

Рисунок 18.15. Период графика

При заполнении ограничивающе­го перегона должна быть использо­вана та схема пропуска поездов, которая обеспечивает прокладку наи­большего числа их при заданных условиях. Например, в случае, при­веденном на рис. 15, таковой может быть схема пропуска поездов с ходу с ограничивающего перего­на при  τ_с  + t_p < τ_пн +t₃, где t_p — время на разгон поезда; t₃ — время на замедление поезда. После запол­нения ограничивающего перегона прокладываются линии хода грузо­вых поездов на остальных перегонах.

Прокладку поездов на графи­ках двухпутных линий начинают с перегона, примыкающего к узло­вой станции или к станции оборота локомотивов, с тем, чтобы прежде всего увязать оборот локомотивов на этих станциях.

График движения поездов разра­батывают на наибольшие размеры движения, предусмотренные на пе­риод его действия. Кроме того, при значительных колебаниях размеров перевозок, а также для производства плановых работ по реконструкции и капитальному ремонту пути, осмотру и ремонту контактной сети, элект­рификации линии составляют и вводят в действие на определенный период вариантные графики. В гра­фиках для производства больших объемов работ предусматривают «окна», в течение которых определен­ные перегоны предоставляют в рас­поряжение путевой или строитель­ной организации.

График движения составляют одновременно для всей сети желез­ных дорог сроком на 1 год и вводят в действие в мае. На зимний период его корректируют в связи с сезон­ными изменениями размеров перево­зок. На основе графика издают расписания движе­ния поездов для служебного и обще­го пользования. Разработка графи­ков движения может быть значитель­но ускорена и облегчена примене­нием ЭВМ. Одновременно с графи­ком движения поездов и на его основе составляют график оборота локомотивов.

График движения характеризует­ся количественными и качествен­ным показателями. К количествен­ным относятся: число грузовых и пассажирских поездов, нанесенных на график, размеры погрузки и выгрузки, которые могут быть освое­ны при данном графике, и др.

К основным качественным пока­зателям графика относятся: техни­ческая, участковая и маршрут­ная скорости (отдельно для грузо­вых и пассажирских поездов), коэф­фициент скорости, среднесуточный пробег локомотивов, средние простои транзитных поездов и локомотивов на участковых станциях, средняя масса поезда.

Технической скоростью VT назы­вается средняя скорость движения поездов по участку (в км/ч) с учетом дополнительного времени на разгон и замедление

V_T=ΣNL/ ΣNT_дв                                                   (18.2)

где ΣNL — сумма поездо-километров (пробег всех поездов, преду­смотренных в графике); ΣNT_дв — сумма поездо-часов (время нахождения всех поездов в движении с учетом разгона и замедления).

Участковая скорость V_y отличает­ся от технической тем, что она учитывает стоянки на промежуточ­ных станциях

                                                      (18.2)

где  — общее время стоянки поез­дов на промежуточных станциях.

Коэффициент скорости β пред­ставляет собой отношение участко­вой скорости к технической, т. е. β = VT / Vy.

Маршрутной называется средняя скорость (в км/сут) движения поездов на направлении от началь­ного до конечного пунктов их следо­вания с учетом всех стоянок на раздельных пунктах. Подсчитывается она отдельно для дальних пас­сажирских, ускоренных грузовых, отправительских маршрутов, а в некоторых случаях и для сквозных поездов. Среднесуточный пробег ло­комотивов (в км)

S_л =  /M_э                                  (18.3)

  где  — общий линейный пробег ло­комотивов, локомотиво-км;

Мэ — эксплуатируемый парк ло­комотивов.

Средние простои транзитных пое­здов и локомотивов определяют непосредственно по графику деле­нием суммарной продолжительности простоев на число соответственно транзитных поездов и локомотивов.

Средняя масса поезда брутто (в т) определяется как частное от деления выполненной перевозочной работы (в т·км брутто) на пробег поездов за этот же период, т. е.

Q_бр=                                      (18.4)

Рассмотренные показатели под­считывают для участка, отделения, дороги и сети в целом.

Рисунок 18.16. Типовой график движения поездов