CC BY
192
УДК 629.4.07 Светланова Елена Николаевна,
к. т. н., доцент, кафедра «Управление процессами перевозок», Забайкальский институт железнодорожного транспорта - филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения», Чита
тел. 89144602492, e-mail: svete75@yandex.ru Раевская Полина Евгеньевна, ст. преподаватель, кафедра «Управление процессами перевозок», Забайкальский институт железнодорожного транспорта - филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения», Чита
тел. 89144490565, e-mail: polina.volo@mail.ru
АНАЛИЗ РАБОТЫ ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД НА ЗАБАЙКАЛЬСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ
ДОРОГЕ - ФИЛИАЛЕ ОАО «РЖД»
E. N. Svetlakova, P. E. Raevskaya
ANALYSIS ON THE WORK LOCOMOTIVE CREWS TRANS-BAIKAL RAILWAY - BRANCH
OF JSC «RUSSIAN RAILWAYS»
Аннотация. Изучены динамики роста грузооборота, увеличения пропускной и провозной способности полигона Забайкальской железной дороги - филиала ОАО «РЖД». Представлены: нормы рабочего времени по роду движения локомотивных бригад согласно участкам обслуживания; анализ работы локомотивов, локомотивных бригад с учетом их отмен (в количественном и часовом эквиваленте); среднесуточное выполнение участковой скорости по поездоучасткам главного хода (в четном и нечетном направлениях) с учетом неравномерности поездопотока (на примере сортировочной станции Карымская). Поднят вопрос об оптимизации скоростей движения грузовых поездов. Определены лимитирующие ограничения, от которых зависит участковая скорость (с использованием модели «Швейцарский сыр»). Рассмотрено влияние работы локомотивных бригад на участковую скорость. Выявлены основные затруднения, оказывающие воздействие на организацию перевозочного процесса и эксплуатацию железнодорожного транспорта. Предложена технология смены локомотивных бригад на предузловых станциях.
Ключевые слова: пропускная способность, локомотивы, локомотивные бригады.
Abstract. The article studies the of cargo turnover growth dynamics, throughput and carrying capacity increase of the landfill of Trans-Baikal railway - a branch of JSC "Russian Railways". Working time rules of the locomotive brigades, according to areas ofservice; analysis of the work of locomotives, locomotive crews, taking into account their cancellation (quantity and time equivalent); average execution speed of train-section main steps (odd and even fields) considering the irregularity of train flow (on the example of Karymskaya sorting station) are submitted. The question of freight trains speed optimization is raised. Limiting restrictions which depend on the local speed (using the "Swiss cheese" model) are determined. Locomotive brigades work influence on local speed is considered. The main difficulties affecting the organization of the transportation process and operation of railway transport are found out. The technology of changing locomotive crews in prenodal stations is proposed.
Keywords: bandwidth, locomotives, locomotive brigades.
Введение
История развития железнодорожного транспорта неразрывно связана с поиском способов повышения скорости движения поездов, которая определяет провозную способность железнодорожных магистралей, производительность локомотивов, воздействует на производительность локомотивных бригад.
Объём перевезенных грузов за единицу времени, который является показателем качества решения основной задачи транспорта, определяется пропускной способностью железной дороги [1].
В соответствии со Стратегической программой развития ОАО «РЖД» на период до 2030 года, в перспективе намечается рост объемов перевозок, что потребует дополнительных пропускных и провозных способностей железнодорожных линий [2].
Увеличение пропускной и провозной способности железных дорог - одна из ключевых задач, стоящих перед железнодорожным транспортом
XXI века, решение которой позволит получать наибольшие доходы от осуществляемой деятельности, решать задачи дальнейшего технического развития, а также социальные вопросы, касающиеся сферы работы железнодорожного транспорта.
Для увеличения пропускной способности предлагаются новые технологии работы на полигонах при взаимодействии всех причастных служб и дирекций. Но на практике это даётся с большим трудом. С одной стороны, сеть бьёт рекорды по грузообороту. Рост объемов перевозок вызывает увеличение числа поездов для освоения дополнительного грузопотока. Однако увеличивать количество поездов до бесконечности нельзя, т. к. в этом случае возникает дисбаланс между необходимым объемом перевозок и пропускной способностью железных дорог, которая ограничивается возможностями инфраструктуры. При высоком заполнении пропускной способности (более 80 %) суще-
Транспорт
ственно снижается участковая скорость, перезагруженность линий вызывает сбои в работе, становится практически невозможно организовать устранение возникающих неисправностей [3]. С другой стороны, высокая грузонапряжённость в условиях малоразвитой инфраструктуры оборачивается нерациональным использованием подвижного состава и локомотивных бригад. Это приводит к росту у последних часов сверхурочной работы. Требуется дальнейший поиск технологических резервов для освоения растущих объёмов перевозок (рис. 1).
Необходимость увеличения пропускной
и провозной способности железных дорог
Общая протяженность «узких мест» на сети железных дорог оценивается в 6,1 тыс. км. Как правило, они расположены на самых грузонапряжён-ных участках, которые являются частью основных маршрутов перевозки массовых грузов. Около 90 % узких мест приходится на направления, выполняющие до 80 процентов грузооборота. При сохранении текущей динамики роста рынка грузовых перевозок, темпов строительства и реконструкции железных дорог к 2015 году количество лимитирующих участков возрастёт примерно на 8 тыс. км железных дорог, т.е. до половины протяженности основных направлений. [4].
На восточном полигоне российских железных дорог коэффициент использования пропускной способности составляет от 0,8 до 0,9 %, иногда достигая единицы. Безопасное пороговое значение коэффициента - 0,75. Это означает, что ни одного дополнительного поезда по таким перегонам пропустить невозможно [4].
Для увеличения эффективности железнодорожных перевозок следует увеличивать пропускную способность железнодорожной сети. Увеличение пропускной способности железных дорог может быть достигнуто: а) расширением сети железных дорог, б) увеличением общей массы подвижного состава, в) увеличением количества подвижных составов на железнодорожных путях [1], г) увеличением участковой скорости.
Рис. 1. Динамика грузооборота на Забайкальской железной дороге
Увеличение объема перевозок приводит к увеличению плотности железнодорожного потока, что увеличивает потребности в локомотивах и локомотивных бригадах. Изменение плотности железнодорожного потока противоречиво влияет и на ГИД. Увеличение плотности улучшает экономические показатели перевозок, но одновременно повышает требования к обеспечению безопасности. Уменьшение плотности дает противоположный эффект [5]. Увеличение потребности в локомотивах и локомотивных бригадах требует повышения эффективности их использования.
С этой целью на основании распоряжения президента ОАО «РЖД» В. И. Якунина от 5 апреля 2012 г. № 685р был создан Центр управления тяговыми ресурсами на восточном полигоне с месторасположением в городе Иркутске. Его задача - организация работ по регулированию парка локомотивов и локомотивных бригад в границах Восточного полигона, включающего в себя Красноярскую, Восточно-Сибирскую, Забайкальскую и Дальневосточную железные дороги.
Новые технологии в организации работы локомотивов и локомотивных бригад на Восточном полигоне На Забайкальской железной дороге Центром управления тяговыми ресурсами реализуются меры по оптимизации плеч обслуживания локомотивов и локомотивных бригад: с этой целью организована эксплуатация локомотивов на удлинённых плечах, осуществлён переход работы локомотивных бригад по системе накладных плеч. Если до 2001 года средняя длина кольца обращения локомотива по дороге была 1200 км, а плеча локомотивной бригады - 190 км, то сегодня - соответственно 2400 и 290 км. В условиях дефицита пропускной способности это оправданная мера, которая снижает эксплуатационные расходы и улучшает показатели качества работы [6].
Существующие нормы рабочего времени локомотивных бригад по роду движения приведены в табл. 1.
В связи с этим особое значение приобретает вопрос оптимизации скоростей грузовых поездов. Определяющими факторами здесь выступают: невозможность превышения допустимого уровня заполнения пропускной способности; невозможность снижения производительности локомотивов; невозможность увеличения времени непрерывной работы локомотивных бригад.
Т а б л и ц а 1
Нормы рабочего времени по участкам обслуживания локомотивных бригад в грузовом движении
Грузовое движение (транзитные поезда)
Участок обслуживания Расстояние, км Продолжительность непрерывной работы в четном, нечетном направлениях, ч Условия обслуживания участка Примечание (в период проведений окон), ч
1 Хилок - Улан-Удэ, Улан-Удэ - Хи-лок 293 10 отдых 12
2 Гыршелун - Улан-Удэ, Улан-Удэ -Гыршелун 310 10 отдых 12
3 Хилок - Петровский Завод, Петровский Завод - Хилок 150 8 отдых 10
4 Хилок - Петровский Завод - Хилок 300 12 без отдыха 12
5 Хилок - Карымская, Карымская -Хилок 360 12 отдых 12
6 Хилок - Чита-1, Чита-1 - Хилок 261 10 отдых 12
7 Чита-1 - Карымская, Карымская - Чита-1 99 7 отдых 10
8 Чита-1 - Карымская - Чита-1, Карымская - Чита-1 - Карымская 198 12 без отдыха 12
9 Карымская - Кадала - Чита-1, Чита-1 - Кадала - Карымская 121 9 отдых 10
10 Карымская - Тарская - Чита-1 Чита-1 - Тарская - Карымская 124 10 отдых 12
11 Кадала - Карымская, Карымская - Кадала 110 7 отдых 10
12 Карымская - Тарская - Кадала -Чита-1, Чита-1 - Кадала - Тарская - Карымская 144 12 отдых 10
60
Рис. 2. Среднесуточное выполнение участковой скорости по поездоучасткам главного хода
Забайкальской железной дороги
Анализ факторов, влияющих на участковую скорость
Значительное снижение участковой скорости на Забайкальской железной дороге в течение нескольких лет, свидетельствует о наличии существенных отклонений условий эксплуатации от расчетных.
Согласно рис. 2, наименьшая участковая скорость на участке Чита - Карымская равна 19,5 км/ч. Эта величина меньше средней участковой скорости по всей железной дороге почти в два раза (составляет от неё около 52 %).
В 1990 году психолог Джеймс Ризон предложил модель под названием «Швейцарский сыр»,
Транспорт
Рис. 3. Факторы, влияющие на снижение участковой скорости
которая сравнивает разные уровни, где возникают ошибки, с ломтиками эмментальского сыра [7]. Согласно концепции, каждый слой имеет индивидуальные слабые места - «дырки» в ломтике сыра. Таких «дырок» много в любой системе, они обладают разной степенью разрушительности. Интерпретация модели в рамках лимитирующих ограничений, снижающих участковую скорость, изображена на рис. 3.
Причиной низких значений участковых скоростей является значительное взаимовлияние поездов в потоке, вызванное задержками поездов по неприему их на станцию Карымскую.
При размерах четного потока около 70 пар поездов в сутки среднее время простоя на путях станции Карымская достигает трех часов и превышает время нормативной стоянки более чем в два раза. Основной причиной этого является непарность поездопотока, которая вызывает значительные задержки четных поездов в ожидании локомотива. Анализ данных о поездопотоках показал, что на Забайкальской железной дороге преобладают размеры движения поездов в четном направлении. Данную закономерность можно объяснить тем, что в четном направлении преобладающее число поездов является груженым, с чем связано ограничение по массе (6000 т) и по длине состава (71 условный вагон). Поезда, следующие в нечетном направлении, являются порожними, что объясняет их со-ставность до 100 вагонов [8].
Большие тяговые плечи и недостаточная глубина планирования размеров поездопотока по направлениям не позволяют оперативно планировать и своевременно отправлять резервные локомо-
тивы с восточного направления со стации основного депо (в данном случае ст. Хабаровск), что требует содержания на станции Карымская дополнительного резерва локомотивов [9]. Кроме того, задержки поездов на ст. Карымская выше нормы приводят к недостатку путевого развития и необходимости задержек поездов на промежуточных станциях прилегающих участков. Это снижает участковую скорость и увеличивает время непрерывной работы локомотивных бригад, в результате по причине окончания непрерывного рабочего времени локомотивных бригад на участках следования, промежуточных станциях, перегонах производится их незапланированная смена, а в период «окон» для ремонтных работ это носит массовый характер. В пунктах оборота локомотивных бригад из-за неравномерного подхода грузовых поездов рабочее время бригад в ожидании поезда составляет более двух часов, что не позволяет ставить их в поезда и влечет за собой их отмены и следование в основное депо пассажирами или отправление на отдых. Все это приводит к нерациональному использованию локомотивных бригад, их нехватке. Как следствие, возникают дополнительные задержки поездов в ожидании локомотивных бригад.
В табл. 2 представлен анализ отмен локомотивных бригад на Забайкальской железной дороге за 12 месяцев 2014 года.
Причины невыполнения норм времени на поездку локомотивных бригад - это не только невыполнение плана технической и участковой скорости, но и превышение накладного времени. Последнее создаёт риски отмен локомотивных бригад, превышения нормы непрерывной продолжительности рабочего времени.
Т а б л и ц а 2
Анализ отмен локомотивных бригад
Станция отправле- Всего отмен Депо приписки Отмен по депо По депо приписки бригад
ния кол-во ч бригады кол-во ч кол-во ч
Улан-Удэ 40 111,9 Хилок 40 111,9
Могзон 4 24,6 Чита 4 24,6 - -
Гыршелун 1 6,5 Хилок 1 6,5
Могзон 4 23,8 Хилок 4 23,8
Улан-Удэ 0 0
Хилок 150 425,9 Хилок 13 41,7 119 392
Чита 134 377,3
Карымская 3 6,9
Хилок 44 143,6
Чита-1 117 445,8 Карымская 2 8,7 375 1357
Оловянная 2 8,3
Чита 69 285,2
Чита 163 654,3
Карымская 278 1304
Шилка 53 224,6
Карымская 608 2628 Черны-шевск 91 361,4 320 1429
Борзя 6 18,6
Хилок 17 64,8
Оловянная 0 0
Следует отметить, что не выполняется накладное время не только по отправлению с поездом, но и по прибытии поезда на станцию. Бывают случаи, когда локомотивные бригады находятся на локомотиве до смены другой бригадой по истечении 12 часов непрерывной продолжительности рабочего времени. Среди причин этого - отказы технических средств (по дороге: 17360 случаев за 2015 год - 100,4 % к 2014 году), неприем поездов техническими станциями (более 209 тыс. поездов на 270,7 тыс. поездо-часов), передержка «окон», дефицит локомотивов [10].
Особенно проблема превышения времени непрерывной работы локомотивных бригад обостряется в период проведения летней путевой кампании [11].
Также отмены локомотивных бригад зачастую зависят от отказа локомотивов из-за некачественного проведения технического обслуживания и необходимости проведения плановых и внеплановых текущих ремонтов в ремонтных депо. В среднем на каждые сутки на ст. Карымская приходится 11 единиц неисправных локомотивов, требующих ремонта в депо ст. Чита-1, что приводит к дополнительным задержкам грузовых поездов [9].
Смены локомотивных бригад на перегонах являются недопустимыми, так как противоречат требованиям безопасности движения безопасности труда работников, а также могут повлиять на качество приемки локомотивов и опробования автотормозов, производимых при фактической смене. Времени непрерывной работы не хватает доехать до технической станции, и поэтому смена локомотивных бригад зачастую происходит на промежуточных станциях, результатом чего становятся низкие участковые скорости. Чтобы уменьшить эту проблему, на Забайкальской железной дороге применяется технология смены локомотивных бригад на предузловых станциях.
Технология смены локомотивных
бригад на предузловых станциях
Технология смены локомотивных бригад на предузловых станциях уже внедрена и отработана на станциях Гыршелун и Кадала [6]. Благодаря организации смены локомотивных бригад перед узлом в значительной мере разгружаются технические станции, соответственно, сокращаются расходы, связанные со сверхнормативными простоями поездов на станциях и оплатой труда работников локомотивных бригад. Если учитывать, что на сегодняшний день наблюдается стабильный рост по-
Транспорт
ездопотока, например в среднем по стыку Петровский Завод принимается на 7-8 поездов в сутки больше, чем заложено нормативным графиком, то дальнейший вынос части работы по смене бригад за пределы узла можно считать перспективным вектором увеличения пропускной способности железнодорожных линий. Были рассмотрены следующие варианты организации смены локомотивных бригад на предузловых станциях железнодорожного направления Петровский Завод - Чита:
1. 10 четных и 10 нечетных грузовых поездов соответственно по предузловым станциям Жипхе-ген и Антипиха.
2. 15 четных и 15 нечетных грузовых поездов, соответственно, по предузловым станциям Жипхе-ген и Антипиха.
3. 15 нечетных грузовых поездов по станции Антипиха и увеличение обработки по станции Гыр-шелун до 35 нечетных поездов.
Для того чтобы оценить предлагаемые мероприятия с экономической точки зрения, в первую очередь был произведен расчет поездо-часов простоя (рис. 4).
Рис. 4. Поездо-часы простоя на технических станциях Забайкальской железной дороги
Минимум эксплуатационных расходов достигнут при третьем варианте графика движения поездов, где затраты на поездо-часы простоя составили установленное среднее время следования до нужной предузловой станции и определено расстояние между узловой станцией и потенциальной станцией смены локомотивных бригад. Так, расстояние до станции Жипхеген составляет 39,9 км в одну сторону, до станции Гыршелун - 19 км, до станции Антипиха — 13,6 км. Несмотря на то, что расстояние до станции Антипиха самое короткое, ситуация осложняется тем, что путь к ней лежит через центр города. В процессе опытных поездок было установлено среднее время следования до станции Антипиха в зависимости от дня недели и времени суток, результаты представлены на рис. 5.
Рис. 5. Зависимость продолжительности поездки до станции Антипиха от дня недели и времени суток
Расчет затрат на доставку бригад показал, что наиболее экономичным является график движения поездов при смене бригад по станции Гыршелун и Антипиха, где расходы составляют руб. Такие большие цифры обусловлены тем, что не так давно автобазы отдали на аутсорсинг. Что касается пункта явки локомотивных бригад: предлагается организовать явку локомотивных бригад по предузловым станциям. В этой части затрат минимум достигнут также при третьем варианте графика движения поездов — 3 431 556,60 руб., что в два раза меньше, чем при первом и втором варианте графика движения поездов. Если остановиться на данном этапе расчетов, то ожидаемая прибыль составит около 12 млн руб. в год. Как уже отмечалось, значительных затрат требует доставка бригад автомобильным транспортом. Поэтому целесообразно рассматривать варианты оптимизации работы автомобильного транспорта. Доставка бригад осуществляется автомобилями УАЗ, вместимость данного автомобиля 8 человек. Соответственно, за одну поездку автомобиль может доставить 4 бригады при условии, что бригады состоит из двух человек. Однако необходимо учитывать, какое количество приемо-отправочных путей имеется на предузловой станции. Поэтому предлагается вывозить количество бригад, соответствующее количеству приемоотправочных путей на предузловой станции: по 4 бригады на станции Гыршелун и Ка-дала, 2 бригады на станцию Антипиха. При этом ожидаемая прибыль от внедрения технологии составит 44 818 236 руб. [10].
Заключение
Из вышесказанного можно сделать вывод, что нерациональное использование локомотивных бригад значительно влияет на участковую скорость, пропускную способность дороги. Значит, необходимо совершенствование организации работы локомотивов, локомотивных бригад и других причастных служб, а также замена существующей
технологии на новую, которая позволила бы справиться с растущим грузооборотом и повысить показатели работы. Одним из перспективных направлений совершенствования работы локомотивов и локомотивных бригад является увеличение массы поезда. Именно выбор рациональной массы поезда играет главную роль в решении проблемы наращивания провозной способности [12]. Увеличение массы составов, изменение схем пропуска поездов приводит к необходимости обоснования технической возможности устройств инфраструктуры железных дорог обеспечить эти новшества [13].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Елгин А.А. Расчет минимально допустимого интервала между поездами попутного следования // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2013. № 4 (40). С. 202-205.
2. Иванкова Л.Н., Иванков А.Н., Фуфачева М.В. Этапное овладение перевозками на двухпутных линиях при обращении длинносоставных грузовых поездов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2012. № 2 (34). С.162-166.
3. Клюева Н.С., Светлакова Е.Н. Развитие инфраструктуры для введения в обращение длинносо-ставных и тяжеловесных поездов на Забайкальской железной дороге // Передовые методы организации, содержания и ремонта пути на грузо-напряженных участках : Материалы III Между-нар. студенческой науч.-практ. конф. Нижний Новгород, 2015. С. 66-69.
4. Железнов Д.В. Методология усиления провозной способности железных дорог России в условиях реформы отрасли : дис. ... докт. техн. наук. М., 2013.
5. Модель количественной оценки безопасности интервального регулирования движения поез-
дов / В.С. Марюхненко и др. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2012. № 3 (35).
6. Раевская П.Е. Оптимизация работы направления Забайкальской железной дороги - филиала ОАО «РЖД» // Вестник Забайкал. гос. ун-та. 2013. № 11 (102). С. 85-90.
7. «Evolution» : международ. науч. журн. [Электронный ресурс]. URL: http://evolu-tion.skf.com/ru. (Дата обращения: 19.11.2016).
8. Светлакова Е.Н. Исследование неравномерности и непарности поездопотока на направлении Петровский Завод - Уруша Забайкальской железной дороги // Вестник Ростов. гос. ун-та путей сообщ. 2015. № 1 (57). С. 92-98.
9. Светлакова Е.Н. Исследование причин задержек поездов на станции Карымская Забайкальской железной дороги // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы конф. 2015. Т. 1. С. 91-95.
10. Зубков В.В., Раевская П.Е., Миронова Е.П. Разработка технологии смены локомотивных бригад на предузловых станциях //Транссиб: на острие реформ : материалы междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2016. С. 9-16.
11. Светлакова Е.Н. Интенсификация пропуска поездов в период производства капитального ремонта пути : дис. ... канд. техн. наук / Иркут. гос. ун-т путей сообщ. Иркутск, 2005.
12. Светлакова Е.Н., Черненко Т.И. Повышение провозной способности линии: современные пути решения // Бюллетень науч. работ Брян. филиала МИИТ. 2015. Вып. 7. № 1. С. 14-18.
13. Раевская-Волокитина П.Е. Влияние системы тягового электроснабжения на пропускную способность Забайкальской железной дороги // Вестник Ростов. гос. ун-та путей сообщ. 2011. № 2 (42). С. 126-131.
