CC BY
79УДК 656.21
О. П. Югрина, Ю. А. Танайно
Эффективность организации тяжеловесного движения и вождения соединенных поездов на примере Западно-Сибирской железной
дороги
Поступила 22.03.2019
Рецензирование 27.03.2019 Принята к печати 07.05.2019
В настоящее время технология организации тяжеловесных и соединенных поездов используется с целью повышения пропускной и провозной способностей направлений, а также эффективного пропуска по-ездопотоков в период предоставления «окон», максимального использования тягового подвижного состава и локомотивных бригад.
Целью исследования является совершенствование системы формирования тяжеловесных и соединенных поездов на станциях Западно-Сибирской железной дороги и повышение эффективности их следования на участках полигона сети. В статье рассмотрены варианты формирования тяжеловесных поездов различных весовых норм из вагонов с углем, погруженных на железнодорожных станциях Кузбасса, на путях крупнейших сортировочных станций Западно-Сибирской железной дороги. Проведен анализ транзитных ваго-нопотоков ст. Алтайская и выявлена возможность формирования составов тяжеловесных поездов по отдельным назначениям плана формирования, что позволит сконцентрировать усилия и затраты времени на технической станции, исключив необходимость удлинения станционных путей на грузовых станциях Кузбасса. Отмечена возможность пропуска тяжеловесных поездов по полигону по установленным заранее ниткам графика движения поездов, так как требуется специальная подвязка локомотивов на всем пути следования.
В статье сделано заключение о необходимости строительства параллельных главным путям вставок на станциях соединения и разъединения соединенных поездов, что приведет к сокращению времени работы с такими поездами. Предложенные авторами технические решения нацелены на увеличение провозной способности участков сети без значительных затрат на увеличение их пропускной способности.
Ключевые слова: железнодорожная станция, грузовой поезд, тяжеловесное движение, тяжеловесный поезд, соединенный поезд.
На сети железных дорог России начиная с 1980-х гг. остро стоял вопрос о необходимости перевозить больше грузов меньшим числом поездов за счет повышения веса поезда. Традиционно это достигается удлинением станционных путей на технических и грузовых станциях и увеличением мощности локомотивов. Но изменение длины путей сопряжено с очень значительными затратами средств и времени, и необходимо учитывать, что многие технические станции зажаты городскими строениями. Увеличение мощности локомотивов также связано со значительными трудностями. В этих условиях потребовались новые технические решения [1]:
- увеличение статической нагрузки на вагон;
- повышение весовых норм в графике движения и использование параллельных норм;
- организация вождения соединенных поездов и повышенного веса и длины без удлинения станционных путей и с удлинением их только на части технических станций;
- применение оборудования для управления локомотивами по «системе многих единиц» и т. д.
Технологии формирования и пропуска поездов повышенного веса и длины заключаются в безостановочном пропуске поездов по участку между крупными сортировочными станциями. При этом формируются составы поездов из преимущественно мощных назначений вагонопотоков, что практически исключает дополнительное время на накопление вагонов [2]. С этой целью весовые нормы грузовых поездов устанавливались с учетом рационального использования мощности локомотивов, а отправление со станций неполновесных и неполносоставных поездов дальних назначений исключалось.
За рубежом отличительной особенностью тяжеловесного движения является специализация отдельных линий железных дорог, что не представляется возможным на российских железных дорогах ввиду их значительной протяженности и несопоставимой дальности пе-
ревозок между пунктами массовой погрузки и выгрузки [3].
В настоящее время на наиболее грузона-пряженных участках Западно-Сибирской, Свердловской, Южно-Уральской и Приволжской железных дорог практикуется вождение поездов весом 7-9 тыс. т. Наиболее подготовленными в этом плане являются маршруты Кузбасс - порты Балтийского моря, где организовано вождение поездов массой 9 тыс. т современными локомотивами с асинхронным тяговым приводом и улучшенным сцеплением колес с рельсами. Такая масса является для сети железных дорог России максимальной при тяговом усилии на автосцепке и управлении поездом с головы состава. На отдельных направлениях Западно-Сибирской, Горьков-ской и Северо-Кавказской дорог также осуществляется пропуск соединенных поездов массой 12 и 14,2 тыс. т с распределенной по составу тягой.
Для рационального использования грузовых поездных локомотивов устанавливаются весовые нормы унифицированные (которые проходят по силе тяги локомотива на большинстве участков обращения локомотива, входящих в данное направление) и расчетные (критические) по мощности локомотива, а также унифицированные и расчетные по условиям пропуска составов по длине грузовых поездов [4]. Например, на Западно-Сибирской дороге в нечетном направлении (на запад) основная норма веса составляет 6,3 тыс. т, а в четном (на восток) - 4 тыс. т при длине поезда 71 условный вагон.
В западном направлении И1 - М3 - ИЗ унифицированная норма составляет 6 тыс. т, а в восточном направлении И1 - Н3 - 6,3 тыс. т. Также на этом полигоне возможно применение критических весовых норм для локомотивов 2ЭС6 - до 8 тыс. т, а для локомотивов 2ВЛ10 в четырехсекционном исполнении - до 9 тыс. т.
На востоке Западно-Сибирского региона расположены углепогрузочные станции Кузбасса. Здесь возможно установление унифицированной весовой нормы от М2 до И1 6,3 тыс. т, а также применение критических весовых норм для 2ЭС6 и ВЛ10 в четырехсек-ционном исполнении - до 9 тыс. т. В направлении И1 - М1 установлена унифицированная
норма 4 тыс. т, однако применение электровозов 2ЭС10 и 2ЭС6, а также ВЛ10 в четырех-секционном исполнении позволяет установить нормы веса до 6,5 тыс. т [5].
Сопоставляя весовые нормы, можно отметить, что установление утяжеленных весовых норм на указанных направлениях возможно при использовании имеющегося тягового подвижного состава. Но для применения дифференцированных весовых норм для разных типов локомотивов необходимы изменения в технологии обеспечения локомотивами сформированных составов на технических станциях с учетом дополнительной загрузки инфраструктуры за счет увеличения простоя вагонов на станции [6]. Организация поездов на станции формирования в этом случае должна производиться по «твердым ниткам» графика, с привязкой различных типов локомотивов к определенным ниткам для рационального их использования.
В настоящее время на полигоне дороги формирование поездов повышенного до 7,1 тыс. т брутто веса производится путем установления критической весовой нормы для используемых локомотивов в соответствии с теми же нормативами. При использовании более мощных локомотивов в меняющемся парке или «системы многих единиц тяги» возможно увеличение веса поезда на каждом участке полигона.
Как правило, формирование поездов весом 7 тыс. т, длиной 71 условный вагон производится путем составления отправительских маршрутов с углем (организованными составами от станций погрузки до станций выгрузки) при использовании под погрузку вагонов только инновационного парка с допустимой нагрузкой на ось 25 т (речь идет о новых четырехосных полувагонах Нижнетагильского завода, имеющих длину обычного четырехосного полувагона). Длина такого вагона не увеличивает длину состава и не усложняет организацию пропуска поездов в пути следования, так как на основных направлениях сети полезная длина путей станций обеспечивает следование поездов длиной 71 условный вагон. Но парк вагонов данного типа еще не достаточен, поэтому объемы таких корреспон-денций незначительны. Так как критическая весовая норма 7 тыс. т установлена только на
равнинных участках дороги и при следовании по Уралу на Запад не может быть установлена ввиду сложности профиля пути, организация пропуска таких составов сопряжена с дополнительными трудностями в работе локомотивного парка. Для этого требуется выделение особых ниток в графике движения поездов, чтобы на трудных участках обеспечить своевременное подталкивание или двойную тягу.
На основании исследования, проведенного авторами [5, 6], установлено, что длина станционных путей и путей необщего пользования Кузбасса не позволяет формировать поезда длиной более 71 условного вагона, поэтому в качестве полигона работы для тяжеловесных и соединенных поездов в нечетном направлении можно рассматривать Инскую или Алтайскую - Северо-Запад (порт Усть-Луга, ст. Лужская) через Называевскую - Екатеринбург или Исилькуль - Колчедан - Екатеринбург.
Авторами предлагается организовать поезда весом до 8 тыс. т путем накопления на пу-
тях сортировочного парка ст. Алтайская (или ст. Инская), так как на них имеются пути достаточной длины, или путем пополнения отправительских маршрутов, следующих со станций Кузбасса, в сортировочном парке с возможностью пропуска для установленного назначения в указанных объемах. При наличии достаточного вагонопотока составы формируются в сортировочном парке, так как имеются пути длиной до 86 условных вагонов. Если вагонопотока для пополнения составов назначения ст. Лужская недостаточно, то составы отправительских маршрутов могут следовать через сортировочный парк с пополнением разборочным вагонопотоком назначения ст. Екатеринбург или ст. Лянгасово. На данном направлении имеется обновленный локомотивный парк, на котором организовано вождение поездов на участках с ограничением пропускной способности.
Объемы вагонопотоков для иллюстрации возможностей формирования тяжеловесных поездов на ст. Алтайская приведены на рисунке.
Вагонопотоки для организации тяжеловесного движения назначений ст. Алтайская, ваг./сут
Учитывая длину поезда с графиковой весовой нормой 6,3 тыс. т (68-69 ваг.) и длину тяжеловесных поездов весом 8 тыс. т (85 ваг.), весом 9 тыс. т (96-97 ваг.), можно сделать вывод о возможном количестве формируемых тяжеловесных поездов различных назначений.
Организация тяжеловесных поездов таким образом концентрирует затраты времени и усилий только на технических станциях, исключая необходимость удлинения станционных путей на грузовых станциях сети. В настоящее время формирование тяжеловесных поездов производится в ограниченных количествах, так как их следование предусмотрено только на отдельных направлениях, а размеры вагонопотока ограничены расположением на сети станций назначения вагонов [5, 7]. Как уже упоминалось выше, пропуск таких поездов по полигону может производиться только по установленным заранее ниткам графика движения поездов, так как требуется специальная подвязка локомотивов на всем пути следования. Ограничивающим элементом являются и технические возможности станции выгрузки по приему составов повышенной длины.
Формирование тяжеловесных поездов весом 9 тыс. т может производиться только путем пополнения отправительских маршрутов, следующих со станций Кузбасса, с возможностью пропуска для установленного назначения в указанных объемах. Следует также учитывать, что такие поезда формируются при использовании локомотива серии 1,5ВЛ-80 с числом вагонов в составе поезда до 100, т. е. локомотивы работают по «системе многих единиц тяги» и для перевозки используется электровоз не из двух, а из трех секций. В отличие от тепловозов, электровозы из трех секций должны быть оборудованы определенным образом в условиях локомотивного депо для обеспечения требований безопасности движения.
Отметим, что ст. Артышта-2, первая на выходе из Кузбасса, не осуществляет обработку грузовых поездов, длина которых превышает полезную длину приемо-отправочных путей (1 050 м). На станции осуществляется смена локомотива вследствие смены тока с постоянного на переменный. Формирование тяжеловесных поездов не представляется возможным по причине того, что ст. Артышта-2 не
сортировочная и нет возможности переформировывать составы, а также нет путей соответствующей длины. Имеется один путь с наибольшей полезной длиной 1 459 м для приема и стоянки порожнего поездопотока (длиной состава до 100 ваг.).
На ст. Алтайская поезда весом 9 тыс. т организуются путем пополнения отправительских маршрутов готовой группой вагонов соответствующего назначения из формируемых в сортировочном парке за счет использования путей достаточной длины (удлинены два пути). Применяемый способ пополнения состава отправительского маршрута «через гору» не соответствует требованиям сохранного пропуска отправительских маршрутов, а также затрудняет работу станции при проследовании вагонов по остальным путям, что увеличивает загрузку станции и снижает ее перерабатывающую способность.
От ст. Алтайская до ст. Иртышское возможно следование поездов весом 9 тыс. т при использовании локомотива серии 1,5ВЛ80 с числом вагонов в составе поезда до 100. На ст. Иртышское требуется смена локомотива. Отправление тяжеловесного поезда возможно только при условии применении системы управления тормозами поезда с локомотивами серии 2ВЛ10. При этом грузовые тяжеловесные поезда обрабатываются обычным порядком, так как не превышается полезная длина приемо-от-правочных путей станции.
С увеличением веса поезда наличная пропускная способность участков следования таких поездов незначительно снижается за счет сокращения ниток грузовых поездов, однако провозная способность увеличивается при достаточном резерве пропускной способности. При увеличении вагонопотока в направлении Кузбасс -Урал возможны затруднения в его пропуске по ст. Алтайская из-за отсутствия необходимого резерва перерабатывающей способности по объемам вагонопотока и количеству назначений плана формирования. Таким образом, целесообразно дополнительное развитие технических возможностей станции [6, 8].
В дальнейшем тяжеловесное движение должно быть основано на внедрении более мощных локомотивов, обеспечивающих повышение весовой нормы на направлении [7].
При тяжеловесном движении уменьшается потребное количество локомотивных бригад, а это значительная экономия эксплуатационных расходов.
Одной из стратегических задач холдинга «РЖД» является развитие движения соединенных поездов с целью увеличения пропускной и провозной способностей направлений, эффективного использования локомотивов и локомотивных бригад, сокращения задержек поездов при предоставлении технологических «окон» для различных видов работ. В России развитие движения соединенных поездов осложнено тем, что пропуск грузовых составов осуществляется по линиям со смешанным движением пассажирских и грузовых поездов. Соответственно, требуется одновременно повысить провозную способность за счет увеличения массы и длины грузовых составов и при этом увеличить скорость пассажирского движения [9].
Вождение соединенных поездов возможно при удлинении станционных путей только на части станций (соединения и разъединения), так как выполнение этих операций на перегоне требует значительных затрат времени (до 40 мин), что сокращает пропускную способность участка.
В пределах Западно-Сибирской железной дороги полигоном обращения соединенных поездов является направление Московка - Ин-ская. По маршруту следования на ст. Бара-бинск и ст. Московка производится смена локомотивных бригад, а также технический и коммерческий осмотр вагонов. В соответствии с данной технологией направление разделяется на два поездо-участка: Московка -Барабинск и Барабинск - Инская.
В настоящее время вождение соединенных поездов организуется по разработанным специализированным расписаниям грузовых поездов. Возможны два варианта формирования соединенного поезда:
1) на станции (первый поезд принимается на свободный путь при разрешающем сигнале светофора, второй - на этот же путь при запрещающем сигнале светофора);
2) на перегоне (первый поезд отправляется при разрешающем сигнале выходного светофора с предупреждением машиниста о необходимости остановки на перегоне для соединения со вторым поездом; второй поезд отправляется при запрещающем сигнале светофора с предупреждением машиниста о необходимости остановки на перегоне для соединения с первым поездом).
Время хода соединенных поездов превышает время следования по участку поездов графиковой весовой нормы, но незначительно (для участка Московка - Инская на 11 мин в нечетном направлении и на 3 мин - в четном). Из этого следует, что при увеличении веса поезда наличная пропускная способность снижается за счет сокращения числа пропускаемых ниток поездов, но провозная способность при этом увеличивается за счет повышения веса поезда [6].
Для использования соединенных поездов в дальнейшем потребуется реконструкция технических станций соединения и разъединения путем строительства параллельных главным путям вставок, что позволит выполнять работу с соединенными поездами без перерывов в движении, не снижая пропускной способности грузонапряженных линий. Также применение соединенных поездов требует реконструкции контактной сети, потому что действующая система не обеспечивает требуемой мощности энергоресурсов.
Организация тяжеловесных поездов в настоящее время является актуальным направлением совершенствования эксплуатационной работы, позволяющим увеличивать провозную способность сети без значительных затрат на увеличение пропускной способности участков.
Библиографический список
1. Левин Д. Ю. Диспетчерские центры и технология управления перевозочным процессом : учеб. пособие. М. : Маршрут, 2005. 760 с.
2. Набойченко И. О. Полигонные технологии тяжеловесного движения // Железнодорожный транспорт. 2015. № 6. С. 17-22.
3. Сотников Е. А. Эксплуатация в пределах полигона // Гудок. 2017. 26 окт. Вып. 191 (26330). URL: http://www.gudok.ru/newspaper/?ID=1391191&archive=2017.10.26 (дата обращения: 30.11.2018).
4. Иванов П. А. Об эффективности технологии тяжеловесного движения и перспективах ее развития // Железнодорожный транспорт. 2016. № 10. С. 16-18.
5. Югрина О. П., Танайно Ю. А., Волкова Н. В. Особенности организации работы с поездами повышенного веса на Западно-Сибирской железной дороге // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 4 (43). С. 60-65.
6. Югрина О. П., Танайно Ю. А. Особенности формирования тяжеловесных поездов на Западно-Сибирской железной дороге // Транспорт Урала. 2016. № 4 (51). С. 83-86.
7. Воротилкин А. В. Тяжеловесное движение поездов и экономика эксплуатации локомотивов // Локомотив. 2016. № 1 (709). С. 4-7.
8. Югрина О. П., Танайно Ю. А. Организация тяжеловесных поездов на Западно-Сибирской железной дороге // Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. 2017. № 46. С. 25-30.
9. Осьминин А. Т., Сотников Е. А. Эффективность формирования и вождения соединенных поездов // Железнодорожный транспорт. 2016. № 4. С. 8-11.
O. P. Yugrina, Yu. A. Tanayno
The Efficiency of Heavy Traffic Organization and Driving of Multiple Trains on the Example of the West-Siberian Railway
Abstract. Nowadays the technology of organizing heavy and multiple trains is used to increase the capacity and carrying capacity of directions, as well as to effectively pass train flows during the railway track repair works, to maximize the use of locomotives and locomotive crews.
The aim of the study is to improve the formation of heavy trains and multiple trains at the railway stations of the West-Siberian railway and increase their efficiency at the sites of the railway network. The article describes the options for the formation of heavy trains of different weight standards from cars with coal, loaded on the railway stations of Kuzbass, on the routes of the largest sorting stations of the West-Siberian railway. The authors analyzed the transit car traffic at the Altaiskaya station and identified the possibility of forming heavy train trains for specific stations of the formation plan, which will concentrate efforts and time on the technical station, eliminating the need to lengthen the station tracks at the Kuzbass freight stations. The possibility of passing heavy trains through the landfill along pre-established train timetable lines was noted, since a special garter of locomotives is required on the whole route.
The article proposed a technical decision on the need to build parallel inserts at the main stations at the connecting and disconnecting stations of multiple trains, which will lead to a reduction in the time for working with such trains. The solutions proposed by the authors are aimed at increasing the carrying capacity of the network sections without significant costs for increasing the capacity of the sections.
Key words: railway transport; freight transport; heavy traffic; heavy trains; multiple trains.
Югрина Ольга Павловна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой» СГУПСа. E-mail: [email protected]
Танайно Юлия Андреевна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой» СГУПСа. E-mail: [email protected]
