Рассмотрены проблемы автоматизированного расчета и проектирования горочных горловин сортировочных парков железнодорожных станций. С применением математического пакета "Maple" и САПР "AutoCAD" выполнен расчет параметров горочной горловины сортировочного парка, объединяющего 42 пути. В горловине размещаются 3 тормозных позиции с возможностью укладки пятизвенных вагонных замедлителей. В запроектированной горловине обеспечивается безопасное взаимодействие длиннобазного подвижного состава, что практически невозможно реализовать в существующих условиях.

Цель исследования - разработка комплексного метода обоснования рациональных путей модернизации эксплуатируемых и оптимизации параметров конструкции и технического оснащения проектируемых сортировочных устройств на основе адаптивных технико-экономических расчетов и инновационных подходов к развитию станционной инфраструктуры железнодорожного транспорта. Решение задачи осуществлялось на основе технико-экономических расчетов по критерию экономической эффективности инвестиций. При этом по каждому разрабатываемому варианту выполняются горочные конструктивные расчеты и проверяется работоспособность полученной конструкции горки с помощью методов имитационного моделирования. Апробация предложенных подходов и теоретических положений оптимизации параметров конструкции и технического оснащения сортировочных горок различных типов на объектах Белорусской железной дороги позволила сформировать основные направления стратегии развития сортировочных комплексов Белорусской железной дороги на ближайшую перспективу. Применяемые подходы позволяют учесть дополнительные затраты, связанные с переработкой вагонов на немеханизированных сортировочных горках. Вопреки сложившемуся мнению, механизация таких сортировочных горок может быть экономически целесообразна при величине переработки менее 1 000 вагонов в сутки. Предложенный инновационный метод обоснования уровня технического оснащения и оптимизации параметров конструкции сортировочных горок на основе технико-экономических расчетов отличается комплексностью, позволяет учесть взаимосвязанность конструктивных решений и экономических показателей работы сортировочных комплексов, оптимизировать их структуру и техническое оснащение с учетом действия большого количества факторов в реальных условиях функционирования железнодорожных станций, что дает возможность показать эффективность и расширить бласть применения технических средств механизации и автоматизации сортировочных процессов, в некоторых случаях даже при объеме переработки менее 1 000 вагонов в сутки и, следовательно, значительно повысить безопасность перевозочного процесса. Это позволяет реализовать в инфраструктурных проектах более дорогие, но прогрессивные технические решения. Использование результатов исследования позволяет значительно повысить адекватность оценки экономической эффективности вложения инвестиций в развитие сортировочных комплексов, снизить себестоимость переработки вагонов на горках, обосновать наиболее прогрессивные и безопасные проектные решения. В перспективе такой подход применим и к решению задачи концентрации сортировочной работы на полигоне железной дороги.

Цель работы - разработка дополнительных требований к конструкции путевого развития, для повышения безопасности функционирования железнодорожных станций за счет обеспечения нормативных условий взаимодействия вагонов различных типов. Исследованы статистические параметры вагонопотоков, перерабатываемых на станциях, с учетом их линейных размеров. Зонами наибольшей концентрации технологических операций, требующих контроля процесса сцепления вагонов являются горловины железнодорожных станций, поэтому в первую очередь требуется выполнить анализ их конструкций. Для оценки влияния линейных размеров вагонов на конструкцию путевого развития сравниваются величины выноса консольной части вагона с эффективной шириной захвата автосцепки в зависимости от геометрических параметров пути. С помощью расчета наиболее неблагоприятных для сцепления вагонов конструкций пути - s- образных кривых без прямых вставок, устанавливаются геометрические параметры проектируемого путевого развития для повышения безопасности маневровой работы с вагонами различных типов, а для существующего - технологические ограничения на эксплуатацию железнодорожной инфраструктуры в конкретных условиях. Доля вагонов с увеличенными линейными размерами в последние годы значительно возросла. При этом выявлено, что неблагоприятные условия взаимодействия могут создаваться не только с длиннобазными, но и с вагонами массовых типов (до 60 - 70 %). Выполненный анализ конструкций горловин станций позволил определить наиболее распространенные сочетания геометрических элементов пути, снижающих эффективность выполнения маневровой работы: сопряжение прямой и круговой (переводной) кривой без переходного радиуса; s-образная кривая с и без прямой вставки (в том числе образованная с участием переводных кривых стрелочных переводов). Установлены величины радиусов, обеспечивающие повышение безопасности выполнения маневровой работы на станциях с вагонами различных типов. Так, наличие длиннобазных платформ вызывает необходимость при проектировании s-образных кривых без прямых вставок применять радиусы 660 м, круговых кривых - 290 м, а для станций, специализированных на работе с цистернами 420 м и 190 м соответственно. Установленные параметры криволинейных участков путей позволяют определить опасные зоны в конструкциях схем железнодорожных станций, где указанные ограничения не выполняются. Учитывая значительное количество таких зон, результаты исследований позволяют локализовать самые неблагоприятные из них, а в отдаленной перспективе полностью устранить и отказаться от ручного труда при контроле операций сцепления вагонов на станциях. Установленные аналитические зависимости определяют допустимые величины радиусов криволинейных участков путей, обеспечивающие автоматическое сцепление вагонов различных линейных размеров. Это позволило установить, что неблагоприятные условия взаимодействия вагонов на станциях могут создаваться не только с длиннобазными вагонами, но и с вагонами массовых типов, что подтверждается и на практике.

Індекс рубрикатора НБУВ: О280.250.3

Рубрики:

Керування роботою станцій та вузлів

Шифр НБУВ: Ж74012 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель работы - определение единого критерия эффективности взаимодействия автосцепок, для комплексного обоснования параметров путевого развития железнодорожных станций и геометрических размеров подвижного состава. В качестве критериев эффективности и безопасности конструкций путевого развития рассматриваются основные эксплуатационные характеристики автосцепных механизмов в горизонтальной плоскости: эффективность движения вагонов в сцепе и возможность их автоматического сцепления. Анализ методов оценки условий выполнения указанных критериев, позволяет выделить две группы влияющих факторов: геометрические параметры путевого развития (радиус кривой, длина кривой, прямая вставка) и геометрические размеры подвижного состава (длина базы вагона, длина консольной части, база тележки, дополнительное смещение тележек, ширина захвата и угол отклонения автосцепки). Сравнительная оценка выбранных критериев выполняется с помощью аналитических зависимостей для непосредственного расчета длин радиусов, обеспечивающих автоматическое сцепление и движение вагонов в сцепе. С этой целью в исследовании получено выражение для непосредственного расчета длины радиуса в зависимости от угла отклонения хвостовика автосцепки при движении в сцепе. Это позволило оценить эффективные конструкции путевого развития в зависимости от положения элементов автосцепки при движении в сцепе: перекошенное и не перекошенное положение тягового хомута с учетом нормального или заглубленного положения автосцепки. Для определения единого критерия при проектировании путового развития, обеспечивающего эффективность взаимодействия автосцепок, выполнено сравнение допустимих радиусов при автоматическом сцеплении (в зоне круговой и s-образной кривых) и радиусов, обеспечивающих движение в сцепе (при различном положении автосцепки) для различных типов подвижного состава. Величины радиусов, обеспечивающие автоматическое сцепление, значительно превышают требуемые величины радиусов для обеспечения эффективного движения в сцепе (даже при заглубленном положении хвостовика автосцепки). Следовательно, в качестве критерия при разработке требований к проектированию путевых структур железнодорожных станций, может быть принято условие автоматического сцепления. Получено, что величины углов отклонения в различных положениях автосцепок могут различаться более чем в два раза, и требует применения соответствующих радиусов кривых. Кроме того, маневры с подвижным составом осуществляемые вагонами вперед, требуют соблюдения более строгих условий эксплуатации и применения более пологих кривых (более чем на 20 %). Сравнение условий функционирования автосцепных механизмов в горизонтальной плоскости, обусловленных параметрами путевого развития, позволило установить критерий эффективности взаимодействия автосцепок и оценить качество конструкций элементов путевых структур. Выполненные расчеты подтверждают возможность силового взаимодействия элементов автосцепки, обусловленную несоответствием норм проектирования путевого развития и подвижного состава.

Цель работы - определение единого критерия эффективности взаимодействия автосцепок, для комплексного обоснования параметров путевого развития железнодорожных станций и геометрических размеров подвижного состава. В качестве критериев эффективности и безопасности конструкций путевого развития рассматриваются основные эксплуатационные характеристики автосцепных механизмов в горизонтальной плоскости: эффективность движения вагонов в сцепе и возможность их автоматического сцепления. Анализ методов оценки условий выполнения указанных критериев, позволяет выделить две группы влияющих факторов: геометрические параметры путевого развития (радиус кривой, длина кривой, прямая вставка) и геометрические размеры подвижного состава (длина базы вагона, длина консольной части, база тележки, дополнительное смещение тележек, ширина захвата и угол отклонения автосцепки). Сравнительная оценка выбранных критериев выполняется с помощью аналитических зависимостей для непосредственного расчета длин радиусов, обеспечивающих автоматическое сцепление и движение вагонов в сцепе. С этой целью в исследовании получено выражение для непосредственного расчета длины радиуса в зависимости от угла отклонения хвостовика автосцепки при движении в сцепе. Это позволило оценить эффективные конструкции путевого развития в зависимости от положения элементов автосцепки при движении в сцепе: перекошенное и не перекошенное положение тягового хомута с учетом нормального или заглубленного положения автосцепки. Для определения единого критерия при проектировании путового развития, обеспечивающего эффективность взаимодействия автосцепок, выполнено сравнение допустимих радиусов при автоматическом сцеплении (в зоне круговой и s-образной кривых) и радиусов, обеспечивающих движение в сцепе (при различном положении автосцепки) для различных типов подвижного состава. Величины радиусов, обеспечивающие автоматическое сцепление, значительно превышают требуемые величины радиусов для обеспечения эффективного движения в сцепе (даже при заглубленном положении хвостовика автосцепки). Следовательно, в качестве критерия при разработке требований к проектированию путевых структур железнодорожных станций, может быть принято условие автоматического сцепления. Получено, что величины углов отклонения в различных положениях автосцепок могут различаться более чем в два раза, и требует применения соответствующих радиусов кривых. Кроме того, маневры с подвижным составом осуществляемые вагонами вперед, требуют соблюдения более строгих условий эксплуатации и применения более пологих кривых (более чем на 20 %). Сравнение условий функционирования автосцепных механизмов в горизонтальной плоскости, обусловленных параметрами путевого развития, позволило установить критерий эффективности взаимодействия автосцепок и оценить качество конструкций элементов путевых структур. Выполненные расчеты подтверждают возможность силового взаимодействия элементов автосцепки, обусловленную несоответствием норм проектирования путевого развития и подвижного состава.

Цель исследования - обоснование технической совместимости стрелочных горловин железнодорожных станций (СГЖДС) и подвижного состава (ПС). Под технической совместимостью ГЖДС и ПС понимается способность к взаимодействию элементов конструкций СГ и ПС в соответствии с установленными требованиями безопасности. В качестве критериев оценки технической совместимости элементов конструкций СГ и ПС принимается выполнение условий движения вагонов в сцепе и их автоматического сцепления. Анализ сложившихся методов определения пространственно-координатной привязки путевой инфраструктуры и ПСа в горизонтальной плоскости показал, что решающую роль играют отклонения его контрольных точек от оси пути. Указанные явления зависят от двух групп факторов: параметров путевого развития (наличие и параметры кривых, прямых вставок, их взаимное размещение) и конструкции подвижного состава (длины баз тележки и вагона, длины консольной части, особенностей конструкции тележек, величины захвата и угла отклонения автосцепки). Для оценки конструкции СГ по условию обеспечения автоматического сцепления предложены графические и аналитические методы определения соответствующих величин радиусов. В исследовании получено также выражение для непосредственного расчета величины радиуса, обеспечивающего безопасное движение в сцепе в зависимости от угла отклонения хвостовика автосцепки. Это позволило оценить способность к взаимодействию друг с другом элементов конструкции путевого развития и подвижного состава при движении в сцепе в зависимости от положения элементов автосцепки (перекошенное и не перекошенное положение тягового хомута с учетом нормального или заглубленного положения автосцепки). Для определения комплексного критерия проектирования ГЖДС, обеспечивающего техническую совместимость с подвижным составом, выполнено сравнение допустимых радиусов при автоматическом сцеплении и движении в сцепе для различных типов подвижного состава. Величины радиусов, обеспечивающие автоматическое сцепление в 1,3 - 3 раза превышают требуемые для эффективного движения в сцепе (даже при загулубленном положении хвостовика автосцепки). Следовательно, в качестве комплексного критерия технической совместимости при разработке требований к проектированию СГЖДС, может быть принято условие автоматического сцепления. Получено, что величины углов отклонения в различных положениях автосцепок могут различаться более чем в два раза, что требует соблюдения дополнительных ограничений при маневрах с группами вагонов. Выполненные расчеты подтверждают возможность силового взаимодействия элементов автосцепки, обусловленную несоответствием норм проектирования путевого развития и подвижного состава. Кроме того, в конструкциях существующих ГЖДС более 20 % кривых имеют радиусы менее допускаемых современными нормами проектирования ЖДС, до половины - нормам проектирования вагонов массовых типов и до 80 % - нормам проектирования вагонов увеличенных размеров. Это дополнительно снижает техническую совместимость СГ и ПС, создает избыточные нагрузки при их взаимодействии.