Методы оптимизации ходовых скоростей движения грузовых поездов на железнодорожных участках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.08, кандидат наук Голигузова, Алина Леонидовна

• Голигузова, Алина Леонидовна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Голигузова, Алина Леонидовна

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ГРУЗОВОГО ДВИЖЕНИЯ

1.1. Анализ исследований по установлению рациональных

весовых норм и скорости движения поездов

1.2. Анализ изменения энергетических затрат на железнодорожных

участках с электрической и тепловозной тягой

1.3. Выводы по 1 главе

ГЛАВА 2.0ЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОПУСКА ПОЕЗДОПОТОКА

ПО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМУ УЧАСТКУ

2.1. Определение числа обгонов грузовых поездов пассажирскими

2.2. Анализ влияния времени нахождения грузовых поездов

на участках на их съем пассажирскими

2.3. Анализ влияния времени нахождения грузовых поездов на участках на показатели работы локомотивного парка

2.4. Анализ влияния времени нахождения грузовых поездов

на участках на показатели работы вагонного парка

2.5. Выводы по 2 главе

ГЛАВА 3. ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

ОПТИМИЗАЦИИ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДОВ

3.1. Общие положения

3.2. Экономико-математическая модель оптимизации

скоростей движения грузовых поездов по критерию минимизации топливно-энергетических затрат

3.3. Экономико-математическая модель оптимизации скоростей движения

грузовых поездов по критерию минимизации расходов ОАО «РЖД»

3.4. Экономико-математическая модель оптимизации скоростей^цвижения

грузовых поездов по критерию минимизации совокупных_затрат ОАО «РЖД»,

3.5. Разработка и оценка эффективности ресурсосберегающих_ниток графика

движения грузовых поездов

3.6. Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ НИТОК

ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДОВ_НА ОДНОПУТНЫХ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УЧАСТКАХ

4.1. Общие положения

4.2. Методика разработки энергосберегающих ниток при неизменном времени

4.3. Методика разработки энергосберегающих ниток при сохранении

наличной пропускной способности железнодорожного участка

4.4. Методика разработки энергосберегающих ниток без учета потерь наличной пропускной способности железнодорожного участка

4.5. Выводы по 4 главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

152

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы оптимизации ходовых скоростей движения грузовых поездов на железнодорожных участках»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Известно, что основным документом, регламентирующим работу практически всех подразделений железных дорог, является график движения поездов. Важнейшими технологическими нормативами при его разработке выступают перегонные времена хода поездов различных категорий (грузовых, пассажирских, пригородных). Именно они, в части грузового движения, определяют такие важнейшие показатели (в т.ч. бюджетные), как техническая и участковая скорости движения, влияющие на оборот и производительность вагонов и локомотивов.

Перегонные времена хода устанавливаются на основе тяговых расчетов. В настоящее время, графисты железных дорог при проведении тяговых расчетов используют автоматизированную систему ИСКРА. На перегонные времена хода грузовых поездов оказывает влияние большое число факторов: план и профиль железнодорожного пути, масса обращающихся поездов, технические характеристики локомотивов, действующие ограничения скоростей движения поездов по условию состояния пути и искусственных сооружений и т.д.

Расчет перегонных времен хода (с учетом имеющихся ограничений по ходовой скорости) производится для условий максимального использования мощности поездных локомотивов, т.е. основным критерием расчетов является максимальное достижение ходовых скоростей движения грузовых поездов. А поскольку, последние оказывают основное влияние на величины технической и участковой скоростей движения, то этот критерий можно интерпретировать как минимальное время нахождения поездов на железнодорожном участке (минимальное время движения по перегонам участка).

Основы теории движения транспортных единиц (на автомобильном, железнодорожном, воздушном и водных видах транспорта), в числе прочих, содержат важное положение, которое состоит в том, что на потребление топливно-энергетических ресурсов оказывает основное влияние (на каждом виде транспорта) скорость движения подвижного состава. На железнодорожном транспорте

проблема увязки топливно-энергетических затрат со скоростями движения поездов исследована недостаточно. В частности, отсутствует взаимосвязь между потреблением топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов и тарифной составляющей при организации грузовых перевозок.

При организации пассажирского движения одним из важнейших критериев привлечения населения на железнодорожный вид транспорта является минимизация времени нахождения в пути (максимизация скоростей движения пассажирских поездов). Это позволяет увеличить прибыль компании за счет привлечения дополнительного числа пассажиров (в т.ч. и с других видов транспорта). Поэтому проблема роста топливно-энергетических затрат при увеличении ходовых скоростей движения поездов при организации пассажирских перевозок отодвигается на второй план.

Этого нельзя сказать в отношении грузовых перевозок. Тем более, что из-за значительной массы грузовых поездов (по сравнению с пассажирскими) основные расходы топливно-энергетических ресурсов приходится именно на грузовые перевозки. Вместе с тем, на железнодорожном транспорте Российской Федерации имеет место тенденция, направленная на повышение скоростей движения грузовых поездов безотносительно от возможного повышения топливно-энергетических затрат. Ежегодно в ОАО «РЖД» рассматриваются программы увеличения числа железнодорожных участков с ходовыми скоростями для грузовых поездов до 90 км/ч.

Увеличение топливно-энергетических затрат на тягу пассажирских поездов при повышении скоростей их движения должно учитываться в тарифной составляющей (при определении стоимости проезда) и рассматриваться как мероприятие направленное на повышение качества транспортного обслуживания населения.

В этой связи, нецелесообразно рассматривать методологию сокращения топливно-энергетических затрат на основе взаимоувязки скоростей движения пассажирских и грузовых поездов. Разработка методов оптимизации скоростей движения грузовых поездов должна основываться на уже существующих (на же-

лезнодорожных участках) режимах движения пассажирских поездов.

В связи с вышеизложенным, в настоящей работе выполнено комплексное исследование зависимости топливно-энергетических затрат на тягу грузовых поездов от ходовых скоростей их движения.

Степень научной разработанности проблемы исследования. Решению проблемы оптимизации веса и скорости движения грузовых поездов, а также разработке экономико-математических моделей посвящены работы: А.М.Баранова, С.А.Быкадорова, П.С. Грунтова, О.П. Ершкова, В.Н.Зубкова, Н.В.Колодяжного, Ф.П. Кочнева, В.О. Левзнера, Н.Д. Малькевича, К.К. Тихонова, Э.Д. Фельдман, Д.В. Бобыря, В.Н. Гопнако и ряда других ученых-эксплуатационников.

Однако, практически все исследования по рассматриваемой проблеме были направлены на ускорение продвижения грузопотоков, либо на повышение провозной способности железнодорожных участков и в недостаточной мере отражали вопросы потребления топливно-энергетических затрат на тягу поездов. Последние в основном рассматривались с позиции повышения массы грузового поезда в целях сокращения удельного расхода топлива и электроэнергии на тягу и не учитывали скоростной режим его движения.

Целью диссертационной работы является разработка методики определения рациональных скоростей движения (перегонных времен хода) грузовых поездов на однопутных и двухпутных железнодорожных участках по различным критериям оптимизации.

К основным задачам исследования относятся:

- оценка влияния ходовых скоростей движения грузовых поездов на параметры функционирования инфраструктуры и подвижного состава;

- разработка методов расчета рациональных ходовых скоростей движения грузовых поездов на двухпутных железнодорожных участках при различных оптимизационных критериях;

- разработка методов расчета рациональных ходовых скоростей движения грузовых поездов на однопутных железнодорожных участках при различных оп-

тимизационных критериях.

Объект исследования. Однопутные и двухпутные железнодорожные участки.

Предмет исследования. Рассматривается процесс пропуска грузовых поездов на реальных однопутных и двухпутных железнодорожных участках.

Методы исследования:

системный подход к решению поставленной проблемы; факторный и математический анализ;

дискретная оптимизация с полным перебором вариантов скоростей движения поездов с учетом накладываемых ограничений.

Научная новизна и практическая значимость диссертационной работы состоят в том, что впервые создана методика и разработаны алгоритмы определения рациональных ходовых скоростей движения (перегонных времен хода) грузовых поездов на однопутных и двухпутных железнодорожных участках по различным оптимизационным критериям, в т.ч. по критерию минимизации топливно-энергетических затрат. Их практическое применение позволяет разрабатывать энергооптимальные графики движения грузовых поездов.

Составленные алгоритмы оптимизационных расчетов использовались при расчете перегонных времен хода и построения графиков движения поездов на однопутных и двухпутных железнодорожных участках Северной железной дороги. Сравнительная оценка топливно-энергетических затрат (по локомотивным приборам) при организации движения грузовых поездов по новым графикам в сравнении с действующими ранее, показала, что за счет оптимизации перегонных времен хода и общего времени нахождения поезда на участке достигается экономия топлива и электроэнергии в размере 5-12%.

Апробация результатов исследования. Результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на:

• Научно-технической конференция «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте» (ИСУЖТ-2012) 15-16 ноября 2012г., г. Москва;

• Второй научно-технической конференция «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте» (ИСУЖТ-2013) 21-22 октября 2013г., г. Москва;

• Сетевой школе передового опыта «Энергоменеджмент в ОАО «РЖД»» 1-3 октября 2014 г., г. Адлер.

Предложенные в диссертации методики использованы при создании автоматизированного комплекса задач «Разработка, корректировка и актуализация графика движения поездов с обеспечением пропуска грузовых поездов по расписанию» для программно-технологического комплекса ИСУЖТ сетевого уровня на полигоне ЦД ОАО «РЖД», в т.ч. построении энергооптимальных графиков движения поездов на участках Лена-Восточная - Северобайкальск и Северобай-кальск - Таксимо.

Научные публикации автора. По результатам выполненных исследований и материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в т.ч. 3 — в изданиях списка ВАК.

1. Абрамов A.A., Голигузова А.Л. Ходовая скорость движения грузовых поездов по условию энергосбережения. Железнодорожный транспорт — 2011. -№5. - С.28-31.

2. Абрамов A.A., Голигузова А.Л. Энергооптимальный график движения грузовых поездов на однопутных железнодорожных участках. Железнодорожный транспорт. - 2011. - №9. - С.53-56.

3. Голигузова А.Л. Определение числа обгонов грузовых поездов пассажирскими на двухпутных железнодорожных участках.// «Вестник транспорта Поволжья».-Самара:СамГУПС.-2010.-Вып.№2(22).

4. Голигузова А.Л. Концепция разработки энергосберегающих ниток графика движения грузовых поездов // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорт: Межвузовский сб. науч. трудов Московского гос. ун-та путей сообщения. - Москва. - 2010. — С. 101-106.

5. Голигузова А.Л. Экономико-математическая модель оптимизации скоростей движения грузовых поездов по критерию минимизации топливно-

энергетических затрат // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сб. науч. трудов Московского гос. ун-та путей сообщения. - Москва. - 2010. - С. 143-147.

Структура и объем. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка. Изложена на 160 страницах машинописного текста и содержит: 61 рисунок, 8 таблиц, 64 формул.

ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ГРУЗОВОГО ДВИЖЕНИЯ

1.1. Анализ исследований по установлению рациональных весовых норм и скорости движения поездов

Исследование проблемы повышения скоростей движения поездов имело место в трудах большого числа ученых. Одним из первых основоположников комплекса экономико-математических моделей, оптимизирующих вес и скорость движения пассажирских и ускоренных грузовых поездов, был д.т.н., профессор Кочнев Ф.П.

Начиная с 60-х годов XX века стали появляться исследования, направленные на одновременную оптимизацию веса и скорости движения грузовых поездов [14, 15, 18, 23, 30, 51, 56, 61, 65, 75]. Практически все их можно разделить на две группы по принципу постановки и достижения цели.

К первой группе следует отнести научные разработки, содержащие экономико-математические модели, минимизирующие народно-хозяйственные затраты с одной стороны, связанные с ускорением продвижения грузопотоков, а с другой - с эффективностью использования тягового подвижного состава и вагонных парков.

Вторая группа включает в себя исследования по оптимизации веса и скорости движения грузовых поездов с точки зрения обеспечения максимальной провозной способности железнодорожной линии. Наиболее полно решение данной проблемы отражено в работах Малькевича Н.Д. [43, 44] и Тихонова К.К. [6670].

Общим недостатком всех этих исследований является недостаточный учет фактора топливно-энергетических затрат. Возможно, это обусловлено их низкой стоимостью в то время.

В более узком диапазоне выполнены исследования по оценке эффективности повышения только ходовых скоростей движения грузовых поездов [35, 36, 37, 49, 71, 72, 73]. Следует отметить полноту исследований, изложенных в рабо-

тах Кочнева Ф.П. [35-37] и Колодяжного Н.В. [31-34]. В данных исследованиях основной упор делается на ускорение доставки грузов за счет повышения скоростей движения поездов.

В 1961 г. О.П. Ершков [24] исследовал проблему рационального соотношения скоростей хода грузовых и пассажирских поездов. Главным образом, решение данной задачи заключалось в определении такой величины скорости движения грузовых поездов, которая позволяла бы получить минимальное значение коэффициента их съема. Через 39 лет В.О. Левзнер [40] практически полностью повторил данное исследование.

Одной из фундаментальных работ, направленных на оценку эксплуатационных и энергетических показателей в поездной работе, являются исследования A.M. Баранова [8]. Причем, впоследствии он совместно с Э.Д. Фельдман попытался обосновать эксплуатационную экономическую эффективность повышения максимально допустимой скорости движения грузовых поездов.

В этом же направлении проводил свои исследования и С.А. Быкадоров [13], рассматривая эффективность повышения скоростей движения поездов на грузонапряженных участках.

Основным недостатком всех отмеченных исследований является абстрагирование от конкретных параметров железнодорожных линий, оказывающих основное влияние на топливно-энергетические затраты на тягу поездов. Так, например, повышение ходовых скоростей движения грузовых поездов на 1 км/ч на одних железнодорожных участках вызывает незначительный рост топливно-энергетических затрат из-за сравнительно несложного рельефа местности, особенностей расположения разъездов и обгонных пунктов и т.д., в то время, как на более сложных участках увеличение ходовой скорости связано с непропорциональным ростом топливно-энергетических затрат в грузовом движении.

Новый всплеск внимания к проблеме сокращения топливно-энергетических затрат на тягу поездов возник в середине 90-х годов прошлого столетия, когда железнодорожный транспорт перешел на работу в условиях рыночной экономики и возникла устойчивая тенденция повышения тарифов на то-

пливо и электроэнергию. В это время, появляются исследования П.С. Грунтова [20] и В.Н. Зубкова [25], направленные на увязку графика движения поездов с затратами топливно-энергетических ресурсов. Вместе с тем, исследования не носили системного характера и в основном имели задачу постановки проблемы.

Попытки решить данную проблему были предприняты в 2007 г. в работах Д.В. Бобыря [10] и В.Н. Гопнако [19]. Однако, эти и последующие исследования ученых ВНИИЖТ имели целью перераспределение режима ведения грузового поезда внутри железнодорожного участка (принимая априори точки входа и выхода) с учетом попикетного плана и профиля железнодорожного пути.

Следует отметить общий недостаток работ, направленных на оптимизацию веса и скорости грузовых поездов. В 70-80-х годах прошлого века и в первом десятилетии текущего (в 90-х годах прошлого столетия в связи с резким падением объемов перевозочной работы, вызванных экономическим кризисом, проблема потеряла свою актуальность) одной из основных задач функционирования железных дорог являлось наращивание массы грузовых поездов. Решение данной проблемы позволяло, во-первых, повысить провозную способность железнодорожных участков и, во-вторых, снизить топливно-энергетические затраты на тягу поездов. Последний фактор был определяющим, поскольку было доказано, что повышение массы поезда снижает удельный расход топлива и электроэнергии на его перемещение по железнодорожному участку.

Проблема оптимизации веса и скорости поездов исследовалась и зарубежными учеными [16, 28, 48, 50, 63]. В большинстве работ она решалась относительно пассажирского движения. В других же исследованиях она имела место в отношении поездов, перевозящих грузы, требующие срочной доставки. Кроме того, сравнительно низкий уровень загрузки зарубежных линий по сравнению с отечественными позволяет экспериментировать в части снижения весовых норм грузовых поездов для обеспечения ритмичности и своевременности доставки грузов. Напротив, на железных дорогах США и Канады главная проблема заключается в непрерывном наращивании весовых норм поездов в целях снижения удельных расходов на грузовые перевозки.

1.2. Анализ изменения энергетических затрат на железнодорожных участках с электрической и тепловозной тягой

Потребление топливно-энергетических ресурсов в ОАО «РЖД» составило около 30 млн. тонн в условном исчислении, из которых 22 % пришлось на дизельное топливо и 78 % - на электрическую энергию. Общая стоимость приобретенных ТЭР приблизилась к 200 млрд. руб. в год. При этом на тягу поездов расходуется около 70 % всех топливно-энергетических ресурсов.

На рисунке 1.1 показана динамика изменения общего расхода электроэнергии ОАО «РЖД» начиная с 2003 г. Как видно из представленного графика до 2008 г. имел место ежегодный рост потребляемого электричества, который сопровождался увеличением объемов перевозочной работы. Падение потребления электроэнергии в 2009 г. было обусловлено мировым экономическим кризисом, который затронул и Российскую Федерацию и привел к резкому падению объемов перевозок на железнодорожном транспорте.

Следует отметить, что рост потребления электроэнергии не пропорционален росту объемов перевозочной работы. Последний превышает первый. Анализ структуры потребления энергоресурсов показывает, что при росте объема перевозочной работы на 5,7 % доля расхода на тягу поездов в общих энергозатратах увеличивается на 1,6-1,8%.

Данная непропорциональность обусловлена целым рядом мероприятий, направленных на экономию топливно-энергетических ресурсов и прежде всего повышением массы грузовых поездов. Об этом свидетельствует и график, представленный на рисунке 1.2, из которого следует, что до 2009 г имело место снижение удельных расходов электроэнергии на 10000 ткм брутто. И только в 2009 г. со снижением среднего веса грузового поезда удельный расход электроэнергии несколько увеличился по сравнению с 2008 годом.

МЛН' кВтч

41000 39000 37000 35000 33000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Рисунок 1.1- Динамика изменения общего расхода электроэнергии

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Рисунок 1.2- Динамика изменения расхода электроэнергии на 10000

ткм брутто

39941,7 40292, 7 4С 39844,0 . 852,0^ 39907

37910,8 38328,9у

35829 36385,1 36273,3

33464,4

119,7

119,1

117,7 117.2

11 в, 4

115,4 115,7 115,2

114,7

113,в

112,6

Из общего потребления электроэнергии около 70 % приходится на энергетические затраты в грузовом движении. На рисунке 1.3 показана динамика расхода электроэнергии в грузовом движении, рассчитанного по счетчикам электровозов. Сравнительная оценка графиков, представленных на рисунках 1.1 и 1.3, показывает их идентичность и общность факторов, влияющих как на потребление электроэнергии ОАО «РЖД» в целом, так и на ее расходование на тягу поездов в грузовом движении.

На рисунке 1.4 приведена динамика расходования электроэнергии на 10000 ткм брутто в грузовом движении. За рассматриваемые 10 лет кривая имеет скачкообразный характер, а колебания обусловлены рядом основополагающих факторов. Так, с 2003 г. до 2012 г. наблюдался неуклонный рост среднего веса грузовых поездов, что позитивно сказывалось на снижении удельного расхода электроэнергии. Однако, в 2006 г. по сравнению с 2005 г. произошел существенный рост среднего значения технической (ходовой) скорости (более, чем на 2 км/ч). В дальнейшем ее рост замедлился, а в 2009 г. с падением объемов перевозочной работы вновь имело место существенное увеличение скорости движения грузовых поездов при одновременном снижении их средней массы, что привело к наибольшему значению удельного расхода электроэнергии за 10 анализируемых лет. Аналогичный характер имеет тенденция изменения потребления дизельного топлива. На рисунке 1.5 показана кривая изменения общего расхода дизельного топлива (в условном исчислении) ОАО «РЖД» за 10 анализируемых лет.

И если существенное сокращение потребления дизельного топлива в 2009 г. (как и электроэнергии) объяснялось падением объемов перевозочной работы, то продолженное снижение уровня удельного расхода (рисунок 1.6) объяснялось тем, что в кризисный 2009 г. основной объем перевозочной работы был передан на железнодорожные участки с электрической тягой.

Действия указанных факторов нашли свое отражение и в динамике изменения расхода дизельного топлива (в условном исчислении - рисунок 1.7) и в форме кривой изменения удельного расхода дизельного топлива на 10000 ткм

брутто

млн-кВтч

30000 28000 26000 24000 22000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Рисунок 1.3 - Динамика изменения расхода электроэнергии

(по счетчикам электровозов) в грузовом движении

кВтч 94

93

92

91

90

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Рисунок 1.4 - Динамика изменения электроэнергии на 10000 ткм брутто

в грузовом движении

(рисунок 1.8).

31136,0 30655

281 >1,6 29719,8

27600,7

24137 2 24627,4 >950,8/ 25703

22515,8 22 '46,2

тыс.тонн

4200

4000

3800

3600

3400

4299,Ъ 4227,2

4038,4 4184,5

3942,9, 3845,0 3937,0у 3816^

3773,8 3659,4

/3467,2

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Рисунок 1.5— Динамика изменения общего расхода топлива

(тепловозы, дизель поезда, автомотрисы)

68,6 68,3

67,8

67,1 65,8 64,9

63,о 62,5

61,9 \

59,3

70

68

66

64

62

60

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Рисунок 1.6 - Динамика изменения расхода топлива на 10000 ткм брутто

В целом следует отметить, что в общей структуре потребления топливно-энергетических ресурсов ОАО «РЖД», расходы на тягу поездов грузовом движении составляют примерно половину, т.е. 50%, а финансовые затраты на их приобретение оцениваются в сумму около 100 млрд. руб. в год.

На основании вышеизложенного можно заключить, что топливно-энергетические расходы на тягу грузовых поездов составляют существенную долю в суммарных эксплуатационных расходах ОАО «РЖД», влияющих как на себестоимость перевозок, так и на прибыль компании, определяют тарифную политику холдинга и конечную цену перевозимой продукции.

В этой связи, снижение топливно-энергетических затрат на тягу грузовых поездов должно рассматриваться в числе приоритетных мероприятий, направленных на повышение эффективности перевозочного процесса. Следует отметить, что данное положение относится только к грузовому движению. Многочисленными исследованиями в части организации пассажирских перевозок доказано, что одним из важнейших требований (со стороны пассажиров) к их организации является повышение скоростей движения пассажирских поездов и сокращение времени их нахождения в пути следования.

тыс. тонн

2700

2500

2300

2100

1900

2534,3

2290,5 2431,4 2430,1 2311,2 2399,0„ 2388,2

2107,8 2220,3 2116,9

1952,5

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Рисунок 1.7 - Динамика изменения расхода топлива в грузовом движении

45,7 4 >,7 45,7 45,5

45,51

44,7

43,4\ 43,5

42,8 43,3

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Рисунок 1.8 -Динамика изменения расхода топлива на 10000 ткм брутто

в грузовом движении

1.3. Выводы по 1 главе

1.3.1. Ранее выполненные исследования по рассматриваемой проблеме были направлены на ускорение продвижения грузопотоков, либо на повышение провозной способности железнодорожных участков и в недостаточной мере отражали вопросы потребления топливно-энергетических затрат на тягу поездов. Последние в основном рассматривались с позиции повышения массы грузового поезда в целях сокращения удельного расхода топлива и электроэнергии на тягу и не учитывали скоростной режим его движения.

1.3.2. Суммарные затраты ОАО «РЖД» на потребление топливно-энергетических ресурсов превышают 200 млрд. руб. в год, из которых 70% расходуется на тягу поездов, в том числе около 50% — на тягу грузовых поездов (около 100 млрд. руб. в год). В этой связи, проблема снижения топливно-энергетических затрат на тягу грузовых поездов за счет оптимизации режима их движения по железнодорожным участкам приобретает большую актуальность в свете снижения себестоимости перевозочной работы и повышения прибыльности холдинга.

ГЛАВА 2.0ЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОПУСКА ПОЕЗДОПОТОКА ПО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМУ УЧАСТКУ

2.1. Определение числа обгонов грузовых поездов пассажирскими

Величина топливно-энергетических затрат на тягу поездов напрямую связана с числом разгонов и замедлений грузовых поездов при постановке под обгон пассажирскими поездами. В этой связи, необходимо получить аналитическую зависимость, характеризующую количество таких обгонов за сутки, для ее последующего использования в общей экономико-математической модели по оптимизации скорости и времени движения грузового поезда на железнодорожном участке.

На рисунке 2.1 представлен графоаналитический расчет грузовых поездов пассажирскими на двухпутных железнодорожных участках.

Обгон грузовых поездов пассажирским поездом будет иметь место в случаях, когда линии хода первых попадут в зону 1 (продолжительностью Т3). Данная зона начинается через минуту после отправления с технической станции 1 грузового поезда 2002 ( прибывающим на техническую станцию 2 с обеспечением расчетной величины интервала попутного прибытия за ним пассажирского поезда) и заканчивается в момент отправления с технической станции 1 грузового поезда 2004, который должен быть остановлен для обгона его грузовым на ближайшем к технической станции 1 раздельном пункте. Данное утверждение обусловлено строгим следованием по нитке пассажирского поезда.

Если грузовой поезд 2002 отправить на минуту позже, варианта представленного на рисунке 2.1, то по технической станции 2 величина интервала попутного прибытия пассажирского поезда за грузовым тпп не может быть обеспечена. В этом случае, грузовой поезд 2002 должен быть задержан, для обгона его пассажирским на последнем раздельном пункте железнодорожного участка. Аналогичное положение имеет место и в случае с отправлением грузового поезда 2004. Если его отправить на минуту позже варианта представленного на рисунке 2.1

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Голигузова, Алина Леонидовна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Альбрехт, В.Г., Вериго, М.Ф. Задачи повышения скоростей движения грузовых поездов / В.Г. Альбрехт, М.Ф. Вериго // Железнодорожный транспорт.- 1977. - №6. - С.45-48.

2. Анисимов, В.А., Швец, В.П. Типовая система тяговых расчетов ИСКРА / В.А. Анисимов, В.П. Швец // Доклады научно-технической конференции «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Дальневосточного региона». — Хабаровск, 1995. - С.73-74.

3. Багиров, A.M. Эффективные меры повышения скоростей движения /

A.M. Багиров // Железнодорожный транспорт. - 1963. - №9. - С.75-77.

4. Бакланов, A.A. Принципы выбора энергооптимальных скоростей движения и режима работы электровоза / A.A. Бакланов // Доклады четвертой Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава». - Новочеркасск: ОмГУПС, 2003.-С.118-120.

5. Бакланов, A.A. Энергетический баланс движения для решения задач снижения расхода электроэнергии на тягу поездов / A.A. Бакланов // Транспорт: наука, техника, управление / ВИНИТИ. - 2005. - №6. - С. 32-35.

6. Бакланов, A.A., Михеев В.П. Влияние скорости движения на энергетические затраты поездов: межвузовский сб. науч. трудов / A.A. Бакланов,

B.П. Михеев // Сборник научных трудов Самарский институт инж. трансп. -1999. - №19. — С.75-79.

7. Бакланов, A.A. Энергетическая оценка различных видов торможения поезда / A.A. Бакланов, А.Ю.Ткачев, Ким Чи Бок // Транспорт: наука, техника, управление / ВИНИТИ. - 2005. - №6. - С.31-32.

8. Баранов, A.M. Методика определения основных эксплуатационных и энергетических показателей (веса грузовых поездов, скорости их движения, расхода электроэнергии или топлива на тягу поездов) при технико-экономических расчетах (пропускная и провозная способности железнодорожных линий) / A.M. Баранов // Вестник ВНИИЖТ. - 1974. - №6. - С.47-52.

9. Баранов, A.M., Фельдман, Э.Д. Эксплуатационная экономическая эффективность повышения максимально допустимой скорости движения грузовых поездов / A.M. Баранов, Э.Д. Фельдман // Вестник ВНИИЖТ. — 1976. - №4. - С. 1-5.

10. Бобырь, Д.В. Распределение времени хода по перегонам при выборе рациональных режимов ведения грузового поезда / Д.В.Бобырь // Украина: Железнодорожный транспорт. - 2007. - №1. - С.64-66, С.95-96.

11. Бочев, A.C. Энергосбережение на основе формирования ГДП / A.C. Бочев, В.К. Чернов, Ю.А. Воробьев // Доклады на международном симпозиуме «ELTRANS-2001»: - СПб., 2001. - С.27-28.

12. Булей, Ж. Железная дорога и высокие скорости (Зарубежный опыт) / Ж. Булей // Железные дороги мира. - 1982. - №11. - С.36-41.

13. Быкадыров, С.А. Об экономической оценке эффекта от изменения скорости продвижения поездов на грузонапряженных железных дорогах / С.А. Быкадыров // Теория и опыт оценки эффективности использования научных результатов в народном хозяйстве: Тезисы докладов. - Новоссибирск.

- 1983. -С.189-190.

14. Василенко, Е.А., Карповский, А.И. Повышение весовых норм и скорости движения поездов (на Преднепровской ж. — д.) / Е.А. Василенко, А.И. Карповский // Железнодорожный транспорт. - 1980. - №5. - С.13-16.

15. Вебер, И.Р. Вес и скорость грузовых поездов (резервы их повышения) / И.Р. Вебер // - М.: Трансжелдориздат, 1963.

16. Вебер, П.Ю. К вопросу о предельной скорости движения на железных дорогах Европы / П.Ю.Вебер // Железные дороги мира. — 1983. - №5. — С.2-5.

17. Гапанович, В.А. Приоритеты ОАО «РЖД» энергосберегающая и энергетическая эффективность / В.А. Гапанович // Локомотив. - 2009. - №12.

— С.8-10.

18. Головатый, А.Т., Перминов, A.C. Проблемы повышения веса и скорости движения поездов / А.Т. Головатый, A.C. Перминов, // Электровозная и

тепловозная тяга. — 1974. - №9. - С.7-9.

19. Гопнако, В.Н., Давыдов, Б.И. Снижение расхода энергии на тягу п-в путем выполнения диспетчерского маневра (назначение энергосберегающих ниток с пониженной участковой скорости) / В.Н. Гопнако, Б.И. Давыдов // : Труды Международной научно-технической конференции «Развитие инфраструктуры транспорта и технологии перевозочного процесса в современных условиях». - Хабаровск: ДВГУПС. - 2007. - 134с.

20. Грунтов, П.С. Кейзер, А.П. График движения и расход топливно-энергетических ресурсов / П.С. Грунтов, А.П. Кейзер // Железнодорожный транспорт. - 1995. - №8. - С. 18-22.

21. Давыдов, Б.И., Котлерова, Е.В. Экономическое обоснование рациональной скорости движения грузовых поездов / Б.И.Давыдов, Е.В.Котлерова // Экономика железных дорог. - 2008. - №4. - С. 17-23.

22. Денисов, М.И. Большой объем перевозок с меньшим парком локомотивов. Возможности дальнейшего ускорения доставки грузов / М.И. Денисов // Железнодорожный транспорт. -1964. - №1. - С.8-13.

23. Егоров, В.Л. Резервы повышения скоростей движения и веса поездов / В.Л. Егоров // Железнодорожный транспорт. - 1960. - №7. - С.33-36.

24. Ершков, О.П. Необходимы соотношения скоростей движения грузовых и пассажирских поездов / О.П. Ершков // Железнодорожный транспорт. - 1961.-№1.- С.53-55.

25. Зубков, В.Н., Козубенко, В.Г., Легкодимова, Е.В., Тимошек, И.Н. Совершенствование графика движения с целью минимизации расхода энергии на тягу поездов / В.Н. Зубков, В.Г. Козубенко, Е.В. Легкодимова, И.Н. Тимошек // Актуальные проблемы железнодорожного транспорта: Межвузовский сборник научных трудов Ростовского университета путей сообщения.-Ростов. - 1995.-С.158-162.

26. Зубов, И.В. К дальнейшему повышению скоростей движения / И.В. Зубов // Железнодорожный транспорт. - 1966. - №2. - С.22-24.

27. Зубов, И.В. Увеличение скоростей и резервы графика движения /

И.В. Зубов // Железнодорожный транспорт. — 1963. - №9. - С. 12-16.

28. Кан Бон Гын. Наивыгоднейшие ходовые скорости грузовых поездов на ж.-д. КНДР : дис. ...канд. тех. наук. - Москва, 1960. - 16 с.

29. Каретников, А.Д. Высокие скорости движения поездов и совершенствование перевозочного процесса / А.Д. Каретников // Железнодорожный Транспорт. - 1961. - № 11. - С.26-31.

30. Когила, В.П Методика оптимизации массы и скоростей движения грузовых поездов / В.П. Когила // Доклады 38 научно-практической конференции «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта в новых условиях развития Дальневосточного региона». — Хабаровск. — 1993.-Часть 1.

31. Колодяжный, И.В. Основные задачи повышения скоростей движения поездов / И.В. Колодяжный // Железнодорожный транспорт. - 1963. - №9.

- С.9-11.

32. Колодяжный, Н.В. Перспективы дальнейшего повышения скоростей движения грузовых поездов/ Н.В. Колодяжный // Железнодорожный транспорт. - 1965. - №4. - С.3-7.

33. Колодяжный, Н.В. Повышение скоростей движения и весов грузовых поездов / Н.В. Колодяжный // Железнодорожный транспорт. — 1971. -№9.

— С.5-10.

34. Колодяжный, Н.В.Перспективы повышения скоростей движения грузовых поездов/ Н.В. Колодяжный // Железнодорожный транспорт. — 1976. -№4. — С.5-11.

35. Кочнев, Ф.П. Комплексное повышение скоростей движения поездов/ Ф.П. Кочнев // Доклады Всесоюзной научно-технической конференции «Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом». - Гомель. - 1985. - С.355-357.

36. Кочнев, Ф.П. Комплексное повышение скоростей движения поездов / Ф.П. Кочнев - М.: Транспорт, 1989.

37. Кочнев, Ф.П. Резервы экономии топливно-энергетических ресурсов

на железных дорогах (от сокращения обгонов грузовых поездов пассажирскими, при применении или секционирования электропоездов) / Ф.П. Кочнев // Сборник статей «Вопросы совершенствования управления эксплуатационной работой на железнодорожном транспорте» под ред. Ф.П.Кочнева:. — 1985. - Вып.770. - С.3-11.

38. Кротов, Л.Б., Давыдов, В.И., Кочергин, И.В. Рациональные графики движения поездов/ Л.Б.Кротов, В.И. Давыдов, И.В. Кочергин // Сборник предложений по экономии электрической и тепловозной энергии: 16 Всесоюзный конкурс. - Москва.- 1962.

39. Кулманов, К.А., Бекжанов, З.С. К вопросу определения количества обгонов поездов на двухпутных участках / К.А. Кулманов, З.С. Бекжанов // Повышение эффективности эксплуатационной работы железной дороги: Межвузовский сборник научных трудов. - Новосибирск: НИИЖ. — 1987. — С.47-51.

40. Левзнер, В.О. Выбор рациональных скоростей движения грузовых и пассажирских поездов / В.О. Левзнер // Железнодорожный транспорт -2000. - №3. — С.47-53.

41. Левченко,О.А. Этапное развитие железнодорожной линии с эффективным сочетанием массы и скорости движения поездов: автореф. дис. ...канд. техн. наук.: Левченко O.A. -X., 2006. -24с.

42. Лохач, A.B., Виноградов, С.А. Основные положения метода графиковых скоростей для оценки энергозатрат на тягу поездов / A.B. Лохач, С.А.Виноградов //ВНИИЖТ/ ЦНИИТЭИ МПС. - М. - 1999. - 7с.

43. Малькевич, H.A., Шкурин, М.И., Зеньчук, Н.Ф. Ресурсосберегающие технологии в поездной работе / H.A. Малькевич, М.И. Шкурин, Н.Ф. Зеньчук, // Самарский ин-т инж. ж. - д. транспорта: Межвузовский сб. науч. трудов. - 2001. - №21. - С.340-344.

44. Малькевич, Н.Д. Влияние веса и скорости движения поездов на провозную способность железнодорожных линий и на экономические результаты работы / Н.Д. Малькевич // Доклады на 14 научно-технической

конференции кафедр БЕЛНИЖТА и ДорНТО Белорусской ж. - д. «Дальнейшее повышение эффективности работы Белорусской ж». — д.:— Гомель. — 1979. - 145 с.

45. Могила, В.П., Дикая, А.П. Исследование зависимости величины среднеходовой скорости движения поездов и расхода электроэнергии от максимально допускаемой скорости / В.П. Могила, А.П. Дикая // Труды Международной научно-технической конференции «Развитие инфраструктуры». -Хабаровск: ДВГУПС. - 2007. - 134с.

46. Молгаждаров, A.C. Влияние организации движения на расход энергоресурсов (на железнодорожном транспорте) / A.C. Молгаждаров // Железнодорожный транспорт. - 1986. - №36. — С.54-55.

47. Мугинштейн, JT.A., Лохач, A.B. Оценка затрат энергии на тягу поездов в потоке, вызванного наличием ограничений скорости / Л.А. Мугинштейн, A.B. Лохач // Вопросы работы железнодорожного транспорта в условиях реформирования: Сборник статей ВНИИЖТа. - М. - 2001. - С.72-75.

48. Оптимальные с экономической точки зрения максимальные скорости на Австралийских федеральных железных дорогах // Железнодорожный транспорт за рубежом: ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС. - 1995. - Сер. 1. - Вып. 5. - С.5-19.

49. Охремчик, A.B. Резервы повышения скоростей движения поездов / A.B. Охремчик // Железнодорожный транспорт. - 1960. - №6.- С.8-15.

50. Оценка существующих нормативов ограничения скорости движения поездов(США) // Управление, логистика и информатика на транспорте: ЭИ/ВИНИТИ. - 1999. - №15.

51. Пейсахзон, Б.Э. Выбор оптимальных значений веса и скорости движения грузовых поездов, предложения по длинам приемо - отправочных путей и размещению локомотивов / Б.Э. Пейсахзон // ЦИНТИ. - 1965. - Вып. 13.

52. Першин, С.П., Щепитько, Т.В. Рационализация скоростного режима поездов / С.П. Першин, Т.В. Щепитько // Железнодорожный транспорт. —

1998. - №5. - С.15-16.

53. Повышение скоростей движения грузовых поездов до 160 км/ч (Франция) // Железнодорожный транспорт за рубежом: ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС. - 1987.-Вып.10.-С.1-5.

54. Повышение скорости грузовых поездов (ФРГ) // Железнодорожный транспорт за рубежом: ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. - 1985. - Сер. 1. - Вып. 2. -С.1-2.

55. Повышение скорости движения поездов и осевых нагрузок, действиях на путь в ФРГ // Железнодорожный транспорт за рубежом: ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. - 1982. - Сер. 4. - Вып.5. - С.12-14.

56. Полянин, Г.Е. Рекомендации по выбору оптимальных скоростей движения и весовых норм грузовых поездов на участке железной дороги / Г.Е. Полянин // Повышение тягово-энергетической эффективности магистральных электровозов: Межвузовский тематический сборник научных трудов. - Омск: ОМИИТ. - 1989. - С.28-34.

57. Романов, А.П. Выбор веса и скорости груз поездов методом вариантных расчетов / А.П. Романов // Вопросы эксплуатации и экономики железных дорог: Сборник статей Ленинградского ин-та инж. трансп.- Л.: 1965. — Вып.244.

58. Руднева, Л.В Резервы экономии топливно-энергетических ресурсов натягу поездов/Л.В. Руднева// Локомотив. -2009. - №12. - С. 11-13.

59. Руднева, Л.В. Резервы экономии / Л.В. Руднева // Железнодорожный транспорт. - 2009. - №12. - С.50.

60. Русских, М.И. Оценка целесообразности применения унифицированной нормы массы грузовых поездов / М.И. Русских // Доклады Всесоюзной научно-технической конференции «Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом». - Гомель. - 1985. - С.355-357.

61. Сизов, О.Т. Некоторые замечания к вопросу об оптимальных значениях веса и скорости движения грузовых поездов / О.Т. Сизов // Вопросы эксплуатации железных дорог: Сборник статей. - Харьков: ХИИТ,1968. —

Вып. 105.

62. Скпва, Д., Яначек, Я., Цепек, П.Энергетпчески оптимальное управление транспортными средствами/ JL Скива, Я. Яначек, П. Цепек// М. ¡Транспорт, 1992.

63. Сморгон, Г.А. Повышение веса и скорости движения поездов (на Преднепровской ж. - д.) / Г.А. Сморгон // Доклады на научно-технического совета: центр правления НТО ж.- д. трансп., дорожное правление НТО Горь-ковской ж. - д. «Интенсификация использования провозной способности ж. — д». - Киров. - 1980, - С. 18-21.

64. Соловьева, Н.П. Вес и скорость грузовых поездов (Зарубежный опыт) / Н.П. Соловьева // Железнодорожный транспорт. — 1975. - №12. — С.84-88.

65. Способ выбора наиболее экономического режима движения поезда на заданном участке пути // МПК: Омский гос. унив. путей сообщения (изобретение): Патент 2237589. - Россия.

66. Тихомиров, И.Г., Сыцко, П.А. Повышение скорости движения и веса грузовых поездов на однопутных линиях / И.Г.Тихомиров, П.А.Сыцко // Железнодорожный транспорт. - 1965. - №3. - С.31-35.

67. Тихонов, К.К. Оптимальные ходовые скорости грузовых поездов / К.К. Тихонов // МИИТ. - 1964. - Вып. 172. - 256с.

68. Тихонов, К.К. Выбор оптимального веса и скорости грузовых поездов с помощью модели транспортного процесса / К.К. Тихонов // Энергетика и транспорт. - 1970. - №1. - С. 115-124.

69. Тихонов, К.К. Оптимальные скорости движения грузовых поездов в современных условиях и на перспективу / К.К. Тихонов // Железнодорожный транспорт. - 1963. - №11. -С.29-34.

70. Тихонов, К.К. Проблема веса и скорости грузовых поездов / К.К. Тихонов // Под ред. А.Е. Гибнемана. - М.: ГНТК Совета министров СССР ВИНИТИ, 1960.

71. Тихонов, К.К. Оптимальный вес и скорость ускоренных груз поез-

дов / К.К. Тихонов // Применение ЭЦВМ для решения экстремальных задач эксплуатации железных дорог: Сборник статей Ленингр. ин-та инж. трансп.-Л.: 1966.-Вып. 217.

72. Тушилкин, В.М. Резервы повышения скоростей движения грузовых поездов / В.М.Тушилкин // Железнодорожный транспорт. - 1976. - №7. -С.11-18.

73. Ушаков, С.С. Пути повышения скоростей на железнодорожном транспорте / С.С. Ушаков // - М.: Трансжелдориздат,1963. - 85 с.

74. Черномордик, Г.И. Повышение скоростей движения поездов / Г.И. Черномордик // - Москва: Транспорт, 1964. - 202 с.

75. Черномордик, Г.И. Пути повышения скоростей движения / Г.И. Черномордик // Железнодорожный транспорт. - 1963. - №4. - С.60-64.

76. Шумари Адман. Выбор веса и скорости грузовых поездов в условиях Сибири / Адман Шумари //Вопросы совершенствования управлением: Тезисы докладов. - Л. - 1991. - С.36-48.

77. Янин, В.М. К вопросу анализа фактических скоростей движения грузовых поездов, при повышении максимально допустимой скорости до 90 км/ч / В.М. Янин // Вопросы взаимодействия подвижного состава с верхним строением пути и искусственных сооружений: Межвузовский сборник научных трудов Днепропетровск ин-та инж. трансп. - 1977. - Вып. 196/19. - С. 1214.

78. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог. - Утв. ОАО «РЖД» 10.11.2010г. № 128.

79. Инструкция по определению станционных и межпоездных интервалов. - Утв. МПС РФ 27.12.1995г. № ЦД-361.