Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Выбор композиции составов и скоростей движения пассажирских поездов на расчетном полигоне





Композиция состава пассажирского поезда устанавливает число вагонов разных категорий и определяет, с одной стороны, уровень удобств, предоставляемых пассажирам, с другой – расчетную вместимость поездов и их вес, а, следовательно, скорости движения поездов, размеры их движения и расходы железных дорог, связанные с пассажирскими поездами. Для расчета намечаем четыре варианта композиции составов и для каждого из вариантов определяем вместимость и весовую норму поезда.

Таблица 2.1 - Варианты композиции пассажирских поездов

Вариант Категория Вагона Число вагонов Вес тары, т Нагрузка пассажиров и ручной клади, т Суммарный Вес Вместимость вагона Суммарная вместимость
1 2 3 4 5 6 7 8

1

СВ 1 59 3,3 62,3 18 18
Купейный 6 52 4 336 36 216
Купе-штаб 1 52 4 56 12 12
Плацкарт 7 51 6 399 54 378
Сидячий 2 52 8 120 68 136
Ресторан 1 56 3 59 0 0
  18 1032,3 760

2

Купейный 7 52 4 392 36 252
Купе-штаб 1 52 4 56 12 12
Плацкарт 8 51 6 456 54 432
Сидячий 1 52 8 60 68 68
Ресторан 1 60,2 3 63,2 0 0
  18 1027,2 764

3

СВ 1 59 3,3 62,3 18 18
Купейный 5 52 4 280 36 180
Купе-штаб 1 52 4 56 12 12
Плацкарт 8 51 6 456 54 432
Сидячий 1 52 8 60 68 68
Ресторан 1 56 3 59 0 0
Почтовый 1 48,5 12 60,5 0 0
  18 1033,8 710

Продолжение таблицы 2.1

4

СВ 2 59 3,3 124,6 18 36
Купейный 6 52 4 336 36 216
Купе-штаб 1 52 4 56 12 12
Плацкарт 6 51 6 342 54 324
Сидячий 1 52 8 60 68 68
Ресторан 1 56 3 59 0 0
Почтовый 1 48,5 12 60,5 0 0
  18 1038,1 656

 

При заданном техническом оснащении линии наибольшее влияние на скорость оказывает стоимость пассажиро-часов следования и механической работы локомотива, затрачиваемой на тягу поездов. Оптимальные скорости движения поездов могут быть установлены для возможных категорий поездов и схем их составов при различной расчетной вместимости, заданной длине станционных путей и мощности локомотива по минимуму приведенных затрат, учитывающих изменяющиеся в различных вариантах капитальные вложения и эксплуатационные расходы.



Величина приведенных затрат на один поезд составит:

 

где  – механическая работа локомотива, ткм;

 – расходная ставка на 1 ткм механической работы локомотива,  руб;

 – расходная ставка на1поездо-час пассажирского поезда с учетом оценки времени пассажиров, руб;

 – коэффициент маршрутной скорости пассажирских поездов, зависящий от количества и продолжительности стоянок поездов, = 0,8 для однопутной и 0,95 для двухпутнойлинии;

 – ходовая скорость, км/ч;

 – длина расчетного направления, км.

 

Механическая работа определяется выражением:

(2.2)

где  – масса локомотива, т;

 – масса состава брутто, т;

 – эквивалентный по механической работе уклон, ‰;

 – отношение скорости начала торможения к ходовой скорости,  для однопутной и 0,95 для двухпутной линии;

 – количество остановок пассажирского поезда;

 – основное удельное сопротивление движению поезда, кг/т.

Основное удельное сопротивление движению поезда определяется по формуле:

где  – основное удельное сопротивление движению локомотива, кг/т;

 – основное удельное сопротивление движению пассажирских вагонов, кг/т.

Значения  и  устанавливают по формулам:

Приведенные затраты, приходящиеся на 1 поездо-час пассажирского поезда, рассчитывают по формуле:

(2.6)

где  – число вагонов в составе поезда;

 – расходы на 1 локомотиво-час,  руб.;

,  – приведенная стоимость 1 часа работы соответственно локомотивной бригады и бригады проводников,  руб.,  руб.;

, ,  – коэффициенты, учитывающие время внепоездной работы соответственно локомотива, локомотивной бригады и бригады проводников;

 – приведенная стоимость 1 пассажиро-часа, руб.;

 – расчетная вместимость состава поезда, пассажиров;

n – число категорий вагонов в составе поезда;

i – категория вагона (СВ, купейный, плацкартный, почтовый, вагон-ресторан и т.д.);

 – приведенная стоимость 1 вагоно-часа для вагонов,  руб.,  руб.,  руб.,  руб.,  руб.

Наиболее выгодное значение скорости при заданном весе и расчетной вместимости для расчетного направления определяется минимальным значением функции:

(2.7)

Значение этой скорости находим графически на основании результатов расчётов, сведённых во вспомогательную таблицу 2.2, для каждого значения композиции состава, а оптимальный вес – минимальным значением удельных приведенных затрат в каждом варианте, приходящихся на одного пассажира.

На основании данных в таблице 2.2 приведено определение приведенных затрат на один пассажирский поезд в зависимости от ходовой скорости движения (таблица 2.3).


 


Таблица 2.2 - Построение зависимости удельных приведенных затрат от скорости хода

№1

80

4,62

3,44

3,571077

16813,41

556860

26184,61

914396,2

1471256

85

4,9175

3,665

3,804131

17561,15

581625,2

26184,61

860608,2

1442233

90

5,23

3,9

4,04774

18343,76

607545,3

26184,61

812796,6

1420342

95

5,5575

4,145

4,301904

19161,24

634620,4

26184,61

770017,8

1404638

100

5,9

4,4

4,566624

20013,6

662850,5

26184,61

731516,9

1394367

105

6,2575

4,665

4,841899

20900,83

692235,6

26184,61

696682,8

1388918

110

6,63

4,94

5,127729

21822,94

722775,7

26184,61

665015,4

1387791

115

7,0175

5,225

5,424115

22779,91

754470,7

26184,61

636101,7

1390572

120

7,42

5,52

5,731057

23771,76

787320,8

26184,61

609597,5

1396918

125

7,8375

5,825

6,048553

24798,49

821325,8

26184,61

585213,6

1406539

130

8,27

6,14

6,376606

25860,08

856485,9

26184,61

562705,3

1419191

135

8,7175

6,465

6,715213

26956,55

892800,9

26184,61

541864,4

1434665

140

9,18

6,8

7,064376

28087,89

930270,9

26184,61

522512,1

1452783

№2

80

4,62

3,44

3,571077

16813,41

556860

26184,61

916461,2

1473321

85

4,9175

3,665

3,804131

17561,15

581625,2

26184,61

862551,7

1444177

90

5,23

3,9

4,04774

18343,76

607545,3

26184,61

814632,2

1422177

95

5,5575

4,145

4,301904

19161,24

634620,4

26184,61

771756,8

1406377

100

5,9

4,4

4,566624

20013,6

662850,5

26184,61

733168,9

1396019

105

6,2575

4,665

4,841899

20900,83

692235,6

26184,61

698256,1

1390492

110

6,63

4,94

5,127729

21822,94

722775,7

26184,61

666517,2

1389293

115

7,0175

5,225

5,424115

22779,91

754470,7

26184,61

637538,2

1392009

120

7,42

5,52

5,731057

23771,76

787320,8

26184,61

610974,1

1398295

125

7,8375

5,825

6,048553

24798,49

821325,8

26184,61

586535,2

1407861

 

Продолжение таблицы 2.2

№ 2

130

8,27

6,14

6,376606

25860,08

856485,9

26184,61

563976,1

1420462

135

8,7175

6,465

6,715213

26956,55

892800,9

26184,61

543088,1

1435889

140

9,18

6,8

7,064376

28087,89

930270,9

26184,61

523692,1

1453963

№3

80

4,62

3,44

3,571077

16813,41

556860

26184,61

860321,2

1417181

85

4,9175

3,665

3,804131

17561,15

581625,2

26184,61

809714

1391339

90

5,23

3,9

4,04774

18343,76

607545,3

26184,61

764729,9

1372275

95

5,5575

4,145

4,301904

19161,24

634620,4

26184,61

724481

1359101

100

5,9

4,4

4,566624

20013,6

662850,5

26184,61

688256,9

1351107

105

6,2575

4,665

4,841899

20900,83

692235,6

26184,61

655482,8

1347718

110

6,63

4,94

5,127729

21822,94

722775,7

26184,61

625688,1

1348464

115

7,0175

5,225

5,424115

22779,91

754470,7

26184,61

598484,3

1352955

120

7,42

5,52

5,731057

23771,76

787320,8

26184,61

573547,5

1360868

125

7,8375

5,825

6,048553

24798,49

821325,8

26184,61

550605,6

1371931

130

8,27

6,14

6,376606

25860,08

856485,9

26184,61

529428,4

1385914

135

8,7175

6,465

6,715213

26956,55

892800,9

26184,61

509820

1402621

140

9,18

6,8

7,064376

28087,89

930270,9

26184,61

491612,1

1421883

№ 4

80

4,62

3,44

3,571077

16813,41

556860

26184,61

808206,2

556860

85

4,9175

3,665

3,804131

17561,15

581625,2

26184,61

760664,6

581625,2

90

5,23

3,9

4,04774

18343,76

607545,3

26184,61

718405,5

607545,3

95

5,5575

4,145

4,301904

19161,24

634620,4

26184,61

680594,7

634620,4

100

5,9

4,4

4,566624

20013,6

662850,5

26184,61

646564,9

662850,5

105

6,2575

4,665

4,841899

20900,83

692235,6

26184,61

615776,1

692235,6

110

6,63

4,94

5,127729

21822,94

722775,7

26184,61

587786,3

722775,7

115

7,0175

5,225

5,424115

22779,91

754470,7

26184,61

562230,4

754470,7

 

Продолжение таблицы 2.2

№ 4

120

7,42

5,52

5,731057

23771,76

787320,8

26184,61

538804,1

787320,8

125

7,8375

5,825

6,048553

24798,49

821325,8

26184,61

517252

821325,8

130

8,27

6,14

6,376606

25860,08

856485,9

26184,61

497357,6

856485,9

135

8,7175

6,465

6,715213

26956,55

892800,9

26184,61

478937

892800,9

140

9,18

6,8

7,064376

28087,89

930270,9

26184,61

461832,1

930270,9

 


Таблица 2.3 - Определение приведенных затрат на один пассажирский поезд в зависимости от ходовой скорости движения

Скорость

Затраты

Механические Временные Суммарные

1 вариант

80

556860

914396,2

1471256

85

581625,2

860608,2

1442233

90

607545,3

812796,6

1420342

95

634620,4

770017,8

1404638

100

662850,5

731516,9

1394367

105

692235,6

696682,8

1388918

110

722775,7

665015,4

1387791

115

754470,7

636101,7

1390572

120

787320,8

609597,5

1396918

125

821325,8

585213,6

1406539

130

856485,9

562705,3

1419191

135

892800,9

541864,4

1434665

140

930270,9

522512,1

1452783

2 вариант

80

556860

916461,2

1473321

85

581625,2

862551,7

1444177

90

607545,3

814632,2

1422177

95

634620,4

771756,8

1406377

100

662850,5

733168,9

1396019

105

692235,6

698256,1

1390492

110

722775,7

666517,2

1389293

115

754470,7

637538,2

1392009

120

787320,8

610974,1

1398295

125

821325,8

586535,2

1407861

130

856485,9

563976,1

1420462

135

892800,9

543088,1

1435889

140

930270,9

523692,1

1453963

3 вариант

80

556860

860321,2

1417181

85

581625,2

809714

1391339

90

607545,3

764729,9

1372275

95

634620,4

724481

1359101

100

662850,5

688256,9

1351107

105

692235,6

655482,8

1347718

110

722775,7

625688,1

1348464

 

Продолжение таблицы 2.3

115

754470,7

598484,3

1352955

120

787320,8

573547,5

1360868

125

821325,8

550605,6

1371931

130

856485,9

529428,4

1385914

135

892800,9

509820

1402621

140

930270,9

491612,1

1421883

4 вариант

80

556860

808206,2

556860

85

581625,2

760664,6

581625,2

90

607545,3

718405,5

607545,3

95

634620,4

680594,7

634620,4

100

662850,5

646564,9

662850,5

105

692235,6

615776,1

692235,6

110

722775,7

587786,3

722775,7

115

754470,7

562230,4

754470,7

120

787320,8

538804,1

787320,8

125

821325,8

517252

821325,8

130

856485,9

497357,6

856485,9

135

892800,9

478937

892800,9

140

930270,9

461832,1

930270,9

         

 

Графическое определение оптимального значения ходовой скорости движения пассажирского поезда при заданном его весе (композиции) представлено на рисунках 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4.

Рисунок 2.1 – 1 вариант графического определения оптимального значения ходовой скорости движения пассажирского поезда при заданном его весе (композиции)

Рисунок 2.2 – 2 вариант графического определения оптимального значения ходовой скорости движения пассажирского поезда при заданном его весе (композиции)

 

 

Рисунок 2.3 – 3 вариант графического определения оптимального значения ходовой скорости движения пассажирского поезда при заданном его весе (композиции)


 

Рисунок 2.4 – 4 вариант графического определения оптимального значения ходовой скорости движения пассажирского поезда при заданном его весе (композиции)

 

Оптимальная скорость находится в диапазоне:

- для первого варианта – 105-115 км/ч;

- для второго варианта – 105-115 км/ч;

- для третьего варианта – 100-110 км/ч;

- для четвертого варианта – 100-110 км/ч.

Рассмотрим расчетный способ определения оптимального значения ходовой скорости движения пассажирского поезда при заданном его весе (композиции). В таблице 2.4 приведены данные для определения оптимальной скорости.


 

Таблица 2.4 – Определение оптимальной ходовой скорости расчетным способом

Скорость

Затраты

Механические Временные Суммарные

1 вариант

105

692235,6

696682,8

1388918

106

698251,2

690110,3

1388362

107

704313

683660,7

1387974

108

710421

677330,5

1387752

109

716575,3

671116,5

1387692

110

722775,7

665015,4

1387791

111

729022,3

659024,3

1388047

112

735315,1

653140,1

1388455

113

741654,1

647360,1

1389014

114

748039,3

641681,5

1389721

115

754470,7

636101,7

1390572

2 вариант

105

692235,6

698256,1

1390492

106

698251,2

691668,8

1389920

107

704313

685204,6

1389518

108

710421

678860,1

1389281

109

716575,3

672632,1

1389207

110

722775,7

666517,2

1389293

111

729022,3

660512,6

1389535

112

735315,1

654615,1

1389930

113

741654,1

648822,1

1390476

114

748039,3

643130,6

1391170

115

754470,7

637538,2

1392009

3 вариант

100

662850,5

688256,9

1351107

101

668635,1

681442,5

1350078

102

674465,9

674761,7

1349228

103

680343

668210,6

1348554

104

686266,2

661785,5

1348052

105

692235,6

655482,8

1347718

106

698251,2

649299

1347550

107

704313

643230,8

1347544

108

710421

637274,9

1347696

109

716575,3

631428,4

1348004

110

722775,7

625688,1

1348464

 

Продолжение таблицы 2.4

4 вариант

100

662850,5

646564,9

1309415

101

668635,1

640163,3

1308798

102

674465,9

633887,2

1308353

103

680343

627733

1308076

104

686266,2

621697,1

1307963

105

692235,6

615776,1

1308012

106

698251,2

609966,9

1308218

107

704313

604266,3

1308579

108

710421

598671,2

1309092

109

716575,3

593178,8

1309754

110

722775,7

587786,3

1310562

 

Аналитический способ:

Для первого варианта оптимальная ходовая скорость равна 109 км/ч; для второго –109 км/ч; для третьего –107 км/ч; для четвертого - 104 км/ч.

Выбор оптимальной композиции пассажирского поезда осуществляется на основе минимума суммарных затрат.

Величина епр рассчитывается по формуле:

епр=                                                  (2.8)

где Е – величина приведенных затрат, приходящиеся на один поезд (минимальной для данной схеме), руб.;

- суммарная вместимость поезда при данной схеме, чел.

В таблице 2.5 приведен расчет затрат, приходящихся на одного пассажира.

Таблица 2.5 – Определение затрат, приходящиеся на одного пассажира

№ варианта Минимальные суммарные затраты Е, руб Вместимость поезда , чел. епр
1 вариант 1387692 760 1825,91
2 вариант 1389207 764 1818,334
3 вариант 1347544 710 1897,95
4 вариант 1307963 656 1993,85

 

Из расчетов суммарных затрат в каждом варианте выбираем к дальнейшему рассмотрению 4-й вариант композиции пассажирского поезда с Qбр= 1038,1 т.

Полученное значение веса и скорости проверяем по ряду требований:

- по соответствию мощности заданного локомотива:

- по условию трогания с места;

- по обеспечению оптимального уровня ходовой скорости.

Проверку по условию трогания с места производим по формуле:

где – вес состава, при котором возможно трогание с места, т;

– сила тяги локомотива при трогании с места, кН;

P – вес локомотива, ТЭП-70 = 129 т;

– руководящий уклон,  = 7,0.

 – удельное сопротивление состава при трогании с места, кг/т;

где – нагрузка на ось;

Если вес поезда, больше, чем определенный технико-экономическими расчетами, то заданный локомотив обеспечивает трогание с места пассажирского поезда на расчетном подъеме.

Таким образом, вес меньше, чем определенный технико-экономическими расчетами, следовательно, локомотив обеспечивает трогание с места пассажирского поезда на расчетном подъеме.

Проверку по обеспечению оптимального уровня ходовой скорости выполняем, исходя из достижения скорости, полученной по технико-экономическому расчету; поезд должен иметь скорость на расчетном подъеме не ниже, чем определенную соотношением:

где значения К принимаются в зависимости от типа профиля и серии локомотива (принимаем К = 1,2).

Касательную мощность локомотива для электрической тяги определяем по формуле:

Касательная сила тяги локомотива по условию равновесного движения на расчетном подъеме:

подставляя, получаем

В данном уравнении неизвестным является значение скорости на расчетном подъеме, которое можно определить графоаналитическим способом.

Если значение скорости на расчетном подъеме, определенное по условию больше, чем полученное графоаналитическим расчетом, то заданный локомотив не может реализовать оптимальную ходовую скорость, и для дальнейших расчетов ходовая скорость принимается на уровне, соответствующем мощности тяги или по другим ограничениям.

Теперь найдем максимальную скорость на расчетном перегоне для заданного типа локомотива. Для этого подставим все известные значения в формулу:

0,24414*

Решая данное кубическое уравнение, выяснено, что оно имеет один действительный корень . Таким образом, значение скорости, определенное значение скорости 86,67 км/ч, меньше, чем получено аналитическим расчетом – 104,64 км/ч. Следовательно, локомотив ТЭП-70 может реализовать оптимальную скорость.

Проверка длины поезда, которая должна соответствовать длине пассажирских платформ на станциях рассматриваемого направления:

Длина пассажирских платформ на рассматриваемой сети равна 500 м. Расчетную длину поезда определим по формуле:

где – средняя длина одного пассажирского вагона, ;

– длина локомотива ТЭП-70 ,  = 22 м.

В нашем случае:

 

2.2 Расчет плана формирования пассажирских поездов

Исходными данными для составления плана формирования на расчётном полигоне являются:

1. Размеры месячных пассажиропотоков в дальнем (таблица 1.3), определяющие величины струй пассажиропотока;

2. Весовые нормы поездов и композиции составов (таблица 2.1), определяющие скорости движения и расчётные вместимости поездов.

Для дальнейших расчётов необходимо определить время хода пассажирских поездов по каждому участку расчётного полигона.

Принимается, что маршрутная скорость пассажирского поезда на однопутном участке составляет 80 % от ходовой скорости, а на двухпутном участке – 90 %.

Станциями формирования и оборота будут являться станции: А, Б, Д, И, П, Л, Н. Схема расчётного полигона с указанием времен хода между станциями приведена на рисунке 2.5.

Время следования поезда по участку определяется по формуле:

Двухпутные участки:  ч;  ч;

 ч;  ч;  ч; 

 ч;  ч;  ч;





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2020 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.