CC BY
13УДК 656.21
А. В. Дмитренко, И. А. Селюнин
Оценка влияния размеров движения на эффективность пропуска ускоренных грузовых поездов по двухпутным магистральным
железнодорожным линиям
Поступила 16.01.2020
Рецензирование 14.02.2020 Принята к печати 27.02.2020
На двухпутных железнодорожных линиях значительную долю экономических затрат составляют расходы, связанные с обгоном грузовых поездов пассажирскими. Расширение международной торговли в последние годы предполагает пропуск по территории России больших объемов высокоскоростных перевозок, что позволит иметь дополнительный эффект от эксплуатации железнодорожного транспорта в международных перевозках. Данные перевозки могут быть с меньшими затратами осуществлены по Транссибирской магистрали, имеющей высокую пропускную способность, что обеспечит сокращение дальности пробега грузов в международном сообщении.
Выделение в графике части грузовых поездов с особо ценными грузами и беспрепятственный их пропуск по магистральным линиям может дать значительный эффект. Экономия в этом случае зависит от размеров движения поездов на железных дорогах страны. Для малых размеров движения на двухпутных железнодорожных линиях беспрепятственный пропуск таких грузовых поездов позволяет значительно сократить время их нахождения в пути следования. В то же время беспрепятственный их пропуск по загруженным магистральным линиям потребует обгона большого количества тихоходных грузовых поездов повышенного веса или длины. Поэтому для высоких размеров движения тихоходных грузовых поездов большого веса ускоренный пропуск поездов с ценными грузами в перевозочном процессе на железнодорожном транспорте менее целесообразен.
Ключевые слова: вагон, график движения, локомотив, перегон, поезд, пропускная способность, станция.
Задачей данной статьи является определение рациональных вариантов ускоренного пропуска грузовых поездов с ценными грузами в международном сообщении по территории России.
В последние годы в связи с развитием международной торговли возросли размеры движения грузовых поездов с ценными грузами, следующими на значительное расстояние между западными и восточными областями России. С началом таких перевозок появились рекомендации по внедрению в практику специально сформированных грузовых поездов и осуществлению ускоренной их прокладки на большие расстояния. Грузовые поезда с ценными грузами, следующими на дальние расстояния, предлагается прокладывать по специальному твердому графику. Имеются планы повышения маршрутной скорости таких поездов по территории России до 1 400 км/сут [1-7].
Однако пропуск по магистральным железнодорожным линиям ускоренных грузовых поездов по твердому графику вызовет задержку других проходящих грузовых поездов. Опыт США показал, что движение ускорен-
ных грузовых поездов по жесткому графику для однопутных железнодорожных линий приводит к увеличению продолжительности следования большей части других грузовых поездов. Поэтому такая система была отменена на магистральных железнодорожных линиях США [8]. В то же время в странах Западной Европы и России в случае следования поездов на малые расстояния их пропуск по жесткому графику может быть эффективной мерой.
Эффективность пропуска ускоренных грузовых поездов отдельных назначений с ценными грузами по раздельным пунктам магистральных линий на большие расстояния зависит от размеров движения, а также от наличия пассажирских поездов.
Для достижения более высоких экономических результатов, повышения качества международных перевозок необходимо, чтобы специальные поезда с особо ценными грузами, следующие на дальние расстояния, с пунктов их формирования отправлялись по мере накопления вагонов на составы, не ожидая твердой нитки графика [9-11]. Целесообразно, чтобы такие поезда далее следовали по участкам более ускоренно по сравнению с
другими грузовыми поездами, с учетом эксплуатационной обстановки, в зависимости от размеров движения на отдельных магистральных железнодорожных линиях.
В целом беспрепятственный пропуск отдельных грузовых поездов, в зависимости от размеров движения, может быть обеспечен только за счет осуществления обгона по участку более тихоходных поездов. Эффект от пропуска таких поездов по магистральным железнодорожным линиям зависит от наличных размеров движения не только пассажирских, но и грузовых поездов [12-17]. Для оценки эффективной сферы пропуска ускоренных грузовых поездов рассматриваются два условных варианта их движения по магистральным железнодорожным линиям:
1) имеет место параллельный график движения, а грузовые поезда с ценными грузами пропускаются без обгонов ими тихоходных грузовых поездов большого веса или длины по станциям участков;
2) грузовые поезда с ценными грузами пропускаются по участкам магистральной железнодорожной линии с обгоном ими тихоходных поездов большего веса или длины.
На магистральных железнодорожных линиях отдельные ускоренные грузовые поезда будут пропускаться при наличии большого количества тихоходных грузовых поездов с малой скоростью движения. Потери от таких обгонов в значительной степени зависят от размеров движения по рассматриваемой магистрали.
Порядок установления величины затрат, связанных с обгоном ускоренными грузовыми поездами более тихоходных, для большой протяженности участка возможно установить из данных, приведенных на рис. 1.
Средний интервал между грузовыми и пассажирскими поездами, мин, может быть установлен по формуле
1440 (1)
/ф N
где 1 440 - число минут в сутках; Игр - размеры движения грузовых поездов, пар поездов; Ипас - размеры движения пассажирских поездов, пар поездов.
Из рис. 1 видно, что ускоренно отправленный грузовой поезд с начальной станции Г вначале движется без снижения скорости движения до обгонного пункта В. После этого он начинает двигаться по параллельному графику с ранее отправленным нечетным тихоходным груженым поездом повышенного веса или длины.
В целом при параллельном графике движения ускоренно отправленный грузовой поезд сокращает время своего нахождения на участке магистральной железнодорожной линии только на величину
М = 1ср - /тт, (2)
где /тт - минимальный интервал между грузовыми поездами на участках, оборудованных автоблокировкой, мин.
Данные рис. 1 показывают, что для параллельного графика движения ускоренный про-
Рис. 1. Схема пропуска грузовых поездов без обгона на промежуточных станциях: /шт = 8 мин - минимальный интервал между грузовыми поездами на участках, оборудованных автоблокировкой; /ср - средний интервал между поездами на рассматриваемой двухпутной
железнодорожной линии, мин
пуск грузовых поездов меньшего веса, обеспечивающий сокращение времени их нахождения в пути следования, технологически возможен только при коротком расстоянии их следования. В то же время наличие большого количества тихоходных грузовых поездов с большой дальностью следования не позволяет пропускать по параллельному графику специальные грузовые поезда с высокой скоростью движения. Это не дает возможности в полной мере реализовать пропуск легковесных грузовых поездов с ценными грузами при высокой скорости их движения по магистральным железнодорожным линиям большой протяженности.
В свою очередь, ускоренный пропуск грузовых поездов меньшего веса с ценными грузами возможно осуществлять на двухпутных линиях только за счет обгона части тихоходных тяжелых грузовых поездов.
На рис. 2 представлена схема обгона на промежуточной станции участка тихоходного грузового поезда более ускоренным грузовым поездом с ценным грузом.
В рассматриваемом примере на участке следует ускоренный грузовой поезд № 2007. На рис. 2 видно, что в результате обгона грузового поезда на промежуточной станции он сокращает время своего следования по участку на величину среднего интервала между поездами. В то же время тихоходный грузовой поезд № 2005 увеличивает время своего нахождения на участке на величину его простоя под обгоном на промежуточной станции.
В случае осуществления обгона тихоходных грузовых поездов более ускоренными
грузовыми возникнет дополнительный простой задержанных грузовых поездов непосредственно под обгоном. В то же время продолжительность нахождения ускоренного поезда в пути следования сократится.
Время простоя тихоходного грузового поезда под обгоном будет равно [18]:
?о7 = /пр + /от + Гр,з + Ах, (3)
где /пр, /от - время приема и отправления соответственно тихоходного грузового поезда при обгоне его более ускоренным легковесным грузовым поездом, мин; ¿р,з - дополнительное время на разгон и замедление грузового поезда, мин; А^ - разница во времени хода тихоходного и ускоренного грузовых поездов в пути следования по перегону, мин.
Ускоренный пропуск грузового поезда с ценным грузом окажет влияние на экономические показатели, связанные с организацией регулирования движения поездов на участке.
Затраты, связанные с одним обгоном тихоходного грузового поезда более скорым пассажирским поездом, будут равны:
(4)
А^тих = етих (тих + етих ост п-ч об р,з
где епч - стоимость поездо-часа простоя тихоходного грузового поезда, р.; - время простоя под обгоном тихоходного грузового поезда, мин; е™ - эксплуатационные расходы, связанные с разгоном и замедлением состава тихоходного грузового поезда, р.
В свою очередь, ускоренно пропущенный состав легковесного грузового поезда даст возможность за счет сокращения времени
Рис. 2. Схема графика движения на участке при обгоне тихоходного поезда более ускоренным грузовым
нахождения в пути следования иметь дополнительный эффект в размере
Ле = еускЛtуск , (5)
уск п-ч сокр' V /
где еук - стоимость поездо-часа простоя
ускоренного поезда, р.; Л?^ - сокращение
времени нахождения в пути следования ускоренно пропущенного состава грузового поезда, мин.
Величина простоя под обгоном в значительной степени зависит от числа обгонных пунктов. Так, в прошлом при большом числе обгонных пунктов имело место короткое время простоя грузовых поездов под обгоном за счет малой разницы во времени хода по участку поездов, следующих с различной скоростью. С закрытием значительной части обгонных пунктов в последние десятилетия, при большой протяженности перегонов произошло увеличение времени простоя составов тихоходных грузовых поездов под обгоном их ускоренными.
Величина простоя одного состава полновесного тихоходного грузового поезда под обгоном зависит от его веса и является постоянной величиной для различных значений размеров движения, имеющих место на двухпутных железнодорожных линиях.
Величина времени нахождения ускоренных легковесных грузовых поездов с ценными грузами в пути следования в значительной степени уменьшится с ростом размеров движения на двухпутных железнодорожных линиях. В этом случае время нахождения при одном обгоне ускоренного грузового поезда на участке сократится на величину
лСр = /ср, (6)
где /ср - средний интервал между грузовыми поездами в зависимости от имеющихся размеров движения грузовых и пассажирских поездов, мин.
Экономический эффект от беспрепятственного пропуска по участку ускоренных грузовых поездов будет равен:
Ле = еускI -{еTИXt7 + е™). (7)
уск п-ч ср ^ п-ч об р,з ] У /
Экономический эффект от пропуска ускоренных грузовых поездов будет равен:
у е = Ле -Летих, (8)
/ V уск уск ост ' V /
тих ^
где еост - затраты, связанные с остановкой под обгоном тихоходного грузового поезда, р.
Укрупненные расходные ставки грузового движения на Западно-Сибирской железной дороге: стоимость одного поездо-часа простоя (электротяга) равна 1 705,41 р.; остановка грузового поезда без учета времени стоянки (электротяга) равна 693,42 р.
Кривые графика (рис. 3) построены для различных показателей размеров движения при существующих нормах веса грузовых поездов. Данные рисунка показывают, что при малых размерах движения ускоренный пропуск отдельных грузовых поездов с ценными грузами позволяет достигать повышенного эффекта от сокращения времени их нахождения в пути следования. Затраты, связанные с одним обгоном тихоходного грузового поезда на промежуточной станции, мало зависят от размеров движения составов грузовых поездов в пути следования.
Суммарная экономия имеет большую величину для малых размеров движения поездов на двухпутных железнодорожных линиях. В этом случае целесообразно осуществлять обгон тихоходных грузовых поездов ускоренными. В то же время для повышенных размеров движения потери от обгона тихоходного грузового поезда превышают экономию от беспрепятственного пропуска грузового поезда. Поэтому для загруженных железнодорожных линий менее целесообразен пропуск отдельных категорий грузовых поездов с ценными грузами по магистральным железнодорожным линиям. В этом случае необходимо внедрять в практику параллельный график для осуществления пропуска всех грузовых поездов с одинаковой скоростью движения на двухпутных линиях.
Однако при этом следует учесть, что беспрепятственный пропуск грузовых поездов с ценными грузами потребует в пути следования меньшего количества обгонов более скорыми пассажирскими поездами.
На магистральных линиях большой страны имеют место длительные сбои в движении из-за несвоевременной выгрузки грузов, преимущественно в морских портах. Это влечет длительные задержки грузовых поездов в пути следования. В то же время ускоренные грузовые поезда беспрепятственно принимаются конечными пунктами выгрузки. В данном случае беспрепятственный пропуск по магистральным
20 15
1 10
н
н и о
-в- с
•е о
0
у
\ А р V^ уск
\
рТИХ ^ОСТ
20 40 60 80 100
Количество поездов в сутки
Рис. 3. Изменение затрат и эффекта в случае осуществления обгона на промежуточных станциях участка тихоходного поезда более ускоренным грузовым поездом: еуск - эффект от ускоренного пропуска поезда при обгоне тихоходного грузового поезда, р.;
^буск - суммарный эффект от ускоренного пропуска поезда с ценным грузом, р.; е™ - затраты, связанные с остановкой под обгоном тихоходного грузового поезда, р.
линиям ускоренных грузовых поездов становится более эффективным в эксплуатационной работе всего железнодорожного транспорта страны.
На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
1. Ускоренный пропуск грузовых поездов с ценными грузами потребует на двухпутных железнодорожных линиях обгона тихоходных тяжелых грузовых поездов на промежуточных раздельных пунктах. Эффективность обгона зависит от размеров движения грузовых поездов.
2. При малых размерах движения каждый обгон позволяет сокращать время нахождения в
пути следования скорого грузового поезда на большую величину. Поэтому становится целесообразным внедрение в практику обгона ускоренными поездами тихоходных грузовых поездов для двухпутных железнодорожных линий.
3. При повышенных размерах движения ускоренный пропуск части грузовых поездов вызовет длительную задержку под обгоном других тихоходных грузовых поездов. Поэтому для загруженных двухпутных железнодорожных линий ускоренный пропуск части грузовых поездов по магистральным железнодорожным линиям менее целесообразен.
Библиографический список
1. Перспективы развития транспорта при переходе к рынку / Н. Е. Аксененко, А. В. Дмитренко, И. А. Милованов, В. Н. Поздеев // Железнодорожный транспорт. 1993. № 2. С. 37-42.
2. Бородин А. Ф. Новая система организации грузового движения на железных дорогах Польши // Железнодорожный транспорт. 1997. № 4. С. 31.
3. Дмитренко А. В., Карасев С. В., Батхуяг Пурэв. Эффективность оборудования автоблокировкой перегонов в зависимости от их протяженности // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2014. № 1-2. С. 146-149.
4. Дмитренко А. В., Карасев С. В. США и Россия: оптимальный вес грузовых поездов и развитие инфраструктуры // Вестник транспорта 2015. № 12. С. 12-15.
5. Дмитренко А. В., Рожков А. Н. Варианты пропуска поездов при капитальном ремонте и затруднениях в движении на двухпутных линиях // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2011. № 1. С. 221-224.
6. Залогова О. И. Критерии расчета плана формирования групповых поездов // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта : сб. науч. тр. М. : РГОТУПС, 1999. С. 46-52.
7. Залогова О. И. Установление эффективности формирования длинносоставных групповых поездов // Тез. докл. третьей науч.-метод. конф. / Рос. гос. открыт. техн. ун-т путей сообщения. М., 1998. Ч. 1-М. С. 25-27.
8. Леонтьев Р. Г., Орлов А. Л., Хохлов С. А. Императивы и стратегии развития экономики и транспорта РФ и КНР // Вестник транспорта. 2011. № 12. С. 14-19.
9. Быков Ю. А. Совершенствование теории и практики проектирования, реконструкции и эксплуатации железных дорог // Межвуз. сб. науч. тр. / Дальневост. гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 1994. С. 17-23.
10. Экономические изыскания и основы проектирования железных дорог : учеб. для вузов ж.-д. трансп. / Б. А. Волков, И. В. Турбин, Е. С. Свинцов, Н. С. Лобанова ; под ред. Б. А. Волкова. М. : Маршрут, 2005. 408 с.
11. Дмитренко А. В. Эффективность сооружения дополнительных главных путей на существующих железнодорожных линиях // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 4. С. 154-161.
12. Климов А. А. Станции и узлы - перспективное направление развития транспортной науки // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2007. № 16. С. 188-197.
13. Козлова С. Б. К вопросу усиления пропускных способностей полигонов транспортной сети // Вестник ЦНИИ МПС. 1969. № 6. С. 25-28.
14. Левин Д. Ю., Павлов В. Л. Расчет и использование пропускной способности железных дорог. М., 2011. 364 с.
15. Нехорошков В. П. Железнодорожный транспорт в развитии внешнеэкономической деятельности восточных регионов России. Новосибирск : Наука, 2011. 228 с.
16. Умаров Х К., Свинцов Е. С. Увеличение пропускных способностей лимитирующего перегона линии Ангрен - Пап // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2015. № 2 (43). С. 84-90.
17. История железнодорожного транспорта России / Г. М. Фадеев, Ф. К. Амелин, Ф. К. Бернгард [и др.]. М., 1994. 335 с.
18. Грунтов П. С. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте. М. : Транспорт, 1994. 544 с.
A. V. Dmitrenko, I. A. Selyunin
Traffic Dimension Impact Assessment on the Efficiency of Passing Accelerated Freight Trains
on Double-Track Main Railway Lines
Abstract. On double-track railway lines, a significant share is the cost associated with overtaking passenger trains. At the same time, in recent years, the expansion of international trade between the countries of the world has necessitated passage through the Russian territory in increased volumes of international traffic with high speeds.
The allocation in the schedule of a part of freight trains with especially valuable goods and their accelerated passage through trunk lines can have a significant effect. Savings from the accelerated passage of valuable international goods along the trunk line depends on the size of train traffic on the country's railways. For small sizes of movement, the accelerated passage of such freight trains can significantly reduce the time spent on them along the route. Therefore, for double-track railway lines with small traffic sizes, it is advisable to carry out accelerated passage of trains with valuable goods to highway sections. At the same time, unhindered passage of such trains along busy trunk lines will require overtaking many low-speed freight trains of increased weight or length. Therefore, for high-speed movement of heavy weight low-speed freight trains, the accelerated passage of trains with valuable goods in the transportation process by rail is less appropriate.
Key words: wagon; traffic schedule; locomotive; running line; train; train-handling capacity; station.
Дмитренко Алексей Васильевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Железнодорожные станции и узлы» СГУПС. E-mail: dmitrenkoav@mail.ru
Селюнин Илья Андреевич - магистрант кафедры «Логистика, коммерческая работа и подвижной состав» СГУПС. E-mail: ilya.selynnin96@mail.ru
