Лекция 14 · 4 ч · 6 разделов

Система управления движением поездов. Основные показатели эксплуатационной работы

Диспетчерское управление движением, поездной диспетчер (ДНЦ) и диспетчерский круг, диспетчерская централизация и АРМ, пропускная способность, эксплуатационные показатели: оборот и простой вагона, рабочий парк, нагрузки, производительность вагона и локомотива

Лекция посвящена системе оперативного управления движением поездов и измерителям эксплуатационной работы. Рассматриваются уровни управления перевозками, поездной диспетчер (ДНЦ) и его диспетчерский круг, диспетчерская централизация и автоматизированные рабочие места, а также эксплуатационные показатели: техническая, участковая и маршрутная скорости, оборот и простой вагона, рабочий парк, среднесуточная погрузка, статическая и динамическая нагрузка, производительность вагона и локомотива. После лекции студент должен уметь рассчитывать оборот вагона по элементам, рабочий парк и производительность вагона, а также объяснять, почему участковая скорость всегда ниже технической.

План

Система управления движением поездов: уровни и задачи
Поездной диспетчер (ДНЦ) и диспетчерский круг
Диспетчерская централизация и автоматизированное рабочее место диспетчера
Пропускная и провозная способность как база управленческих решений
Эксплуатационные показатели использования вагонов: оборот, простой, рабочий парк, нагрузки
Показатели использования локомотивов и скорости движения поездов

Термины Ключевые термины

Ниже перечислены основные понятия лекции. Полные определения доступны в разделе «Термины».

Управление движением поездов — оперативное руководство продвижением поездов, обеспечивающее выполнение графика и безопасность движения.
Поездной диспетчер (ДНЦ) — оперативный руководитель движения поездов в пределах диспетчерского круга.
Диспетчерский круг — участок железной дороги, обслуживаемый одним поездным диспетчером; протяжённость до 250 км и более, до 25–30 станций.
Диспетчерская централизация (ДЦ) — телемеханическое централизованное управление и контроль объектами диспетчерского участка.
Автоматизированное рабочее место (АРМ) — комплекс технических средств и программного обеспечения рабочего места диспетчера или другого оперативного работника.
ГИД «Урал-ВНИИЖТ» — информационно-управляющая система, применяемая для АРМ поездного диспетчера.
Наличная пропускная способность — максимальное число поездов (пар поездов) по участку за единицу времени при данной технической оснащённости.
Потребная пропускная способность — число поездов (пар поездов), необходимое для освоения запланированных перевозок с учётом неравномерности.
Коэффициент съёма пропускной способности — отношение времени съёма от пропуска поезда данной категории к времени занятия перегона грузовым поездом.
Техническая скорость — средняя скорость движения по участку с учётом времени на разгон и замедление, без учёта стоянок.
Участковая скорость — скорость движения по участку с учётом стоянок на промежуточных станциях.
Маршрутная скорость — средняя скорость на направлении от начального до конечного пункта с учётом всех стоянок.
Оборот вагона — время от конца погрузки вагона до конца его следующей погрузки, сут.
Простой вагона — время нахождения вагона на станции под техническими или грузовыми операциями.
Рабочий парк вагонов — число вагонов, необходимое для выполнения заданной суточной работы; n = θ × U.
Среднесуточная погрузка — среднее число загружаемых вагонов в сутки за отчётный период.
Статическая нагрузка вагона — масса груза на один загруженный вагон, т/вагон.
Динамическая нагрузка вагона — масса груза на один вагоно-километр с учётом порожнего пробега, т/вагоно-км.
Производительность вагона — грузооборот, приходящийся на один вагон рабочего парка в сутки, ткм/вагон-сут.
Производительность локомотива — тонно-километры брутто на один локомотив эксплуатируемого парка в сутки.

1. Система управления движением поездов: уровни и задачи

Управление движением поездов — непрерывный оперативный процесс, в котором участвует сменно-дежурный аппарат всех уровней: от дежурного по станции до руководителей дирекций ОАО «РЖД». В статье 2 Устава железнодорожного транспорта РФ система управления движением прямо названа составной частью инфраструктуры железнодорожного транспорта общего пользования — наряду с железнодорожными путями и другими сооружениями, станциями, устройствами электроснабжения, сетями связи и системами сигнализации, централизации и блокировки.

Оперативное руководство перевозочным процессом выполняет и контролирует диспетчерский аппарат со сменным дежурством. Участки железных дорог, которыми руководят поездные диспетчеры, называются диспетчерскими кругами.

Управление строится по вертикали и включает несколько уровней:

сетевой уровень — Центральная дирекция управления движением (ЦД), филиал ОАО «РЖД». Она устанавливает перечень сортировочных и участковых станций сетевого значения, распределяет сортировочные пути и перерабатывающую способность между сетевыми и внутридорожными назначениями, отвечает за организацию вагонопотоков в поезда на сети;
дорожный (региональный) уровень — дирекции управления движением и дорожные центры управления перевозками (ДЦУП), руководящие работой в границах железной дороги;
линейный уровень — поездные диспетчеры (ДНЦ), диспетчеры по локомотивам, диспетчеры вагонного хозяйства, дежурные по станциям (ДСП) и маневровые диспетчеры (ДСЦ).

В оперативной работе действует принцип единоначалия: распоряжение вышестоящего диспетчера обязательно для нижестоящего работника. Поездной диспетчер подчинён диспетчеру направления и руководителю смены ДЦУП, а дежурный по станции выполняет приказы ДНЦ, если они не противоречат требованиям безопасности движения.

Задачи системы управления движением: выполнение графика движения поездов; обеспечение безопасности движения; своевременный подвод поездов к грузовым фронтам и техническим станциям; рациональное использование пропускной способности участков и перерабатывающей способности станций; регулирование локомотивных парков и бригад; организация работ по содержанию и ремонту инфраструктуры в технологические «окна».

2. Поездной диспетчер (ДНЦ) и диспетчерский круг

Поездной диспетчер (ДНЦ) — основной оперативный руководитель движения поездов на закреплённом участке. Закреплённый за ДНЦ участок железной дороги называется диспетчерским кругом; его протяжённость достигает 250 км и более при числе станций до 25–30. Границами диспетчерских кругов обычно служат сортировочные и участковые станции.

На участках, оборудованных диспетчерской централизацией, перевод стрелок и управление сигналами осуществляет поездной диспетчер. Дежурные по станциям в этом случае контролируют положение поездов, готовят станционные операции и выполняют распоряжения ДНЦ, не вмешиваясь в управление стрелками и сигналами.

Основные обязанности ДНЦ:

обеспечивать выполнение графика движения и безопасность движения поездов на круге;
контролировать поездное положение по устройствам диспетчерской централизации и АРМ, вести график исполненной работы;
отдавать приказы о приёме, отправлении, обгонах и скрещениях поездов, об изменении пунктов обгона и о пропуске поездов повышенной массы и длины;
вводить в график отстающие поезда, применять диспетчерские приёмы регулирования;
руководить восстановлением нормального движения при отказах технических средств, при перерывах в движении и при производстве работ;
взаимодействовать с соседними диспетчерскими кругами, с диспетчерами локомотивного и вагонного хозяйства, с руководителями смены ДЦУП.

Основные диспетчерские приёмы: ускорение хода поезда по перегонам за счёт увеличения силы тяги; регулировка выпуска поездов с минимальными интервалами; сокращение станционных интервалов; изменение пунктов обгона; уплотнение пакетов поездов.

Особый приём — отправление поездов вслед на перегонах, не оборудованных автоблокировкой. Оно запрещается: за пассажирскими (людскими) поездами и поездами с опасными грузами и за этими поездами всех других поездов; при остановке впереди идущего поезда на перегоне; при движении вагонами вперёд; во время неблагоприятных метеорологических условий; за поездами, не вмещающимися на одном пути; за поездами, отправляемыми по неправильному пути на двухпутном перегоне; на перегонах с неблагоприятным профилем, планом и плохой видимостью; на перегонах с пересечением путей в одном уровне; при перерыве всех видов связи.

3. Диспетчерская централизация и автоматизированное рабочее место

Диспетчерская централизация (ДЦ) — система телемеханического централизованного управления и контроля объектами диспетчерского участка, построенная на объединении устройств железнодорожной автоматики и телемеханики станций и перегонов. ДЦ позволяет поездному диспетчеру из одного пункта управления устанавливать маршруты, переводить стрелки, открывать сигналы и одновременно контролировать состояние управляемых объектов на станциях и перегонах всего круга.

ДЦ входит в комплекс станционных устройств СЦБ наряду с электрической централизацией стрелок и сигналов и комплексом устройств горочной автоматики. Электрическая централизация сокращает время приготовления маршрута до 5–7 с против 6–12 мин при ручном управлении стрелками; благодаря этому увеличивается пропускная способность станций, сокращается штат и повышается производительность труда. Диспетчерская централизация делает следующий шаг — распространяет централизованное управление с одной станции на целый диспетчерский круг.

Диспетчер работает через автоматизированное рабочее место (АРМ) — комплекс технических средств и программного обеспечения, который отображает поездное положение на мнемосхеме, ведёт график исполненной работы, фиксирует отданные приказы и предупреждает о возникающих конфликтах. На сети ОАО «РЖД» для АРМ поездного диспетчера применяют, в частности, систему ГИД «Урал-ВНИИЖТ», работающую совместно с АСОУП — автоматизированной системой оперативного управления перевозками — и с информационно-планирующими системами верхнего уровня.

АРМ не заменяет диспетчера, а снимает с него рутинные операции: автоматически ведёт график исполненной работы, рассчитывает отклонения от нормативного графика, показывает подход поездов, состояние локомотивных бригад и локомотивов. Решение о применении конкретного диспетчерского приёма пока остаётся за человеком — именно поэтому ведутся работы по созданию систем поддержки принятия решений для ДНЦ, которые будут встроены в действующие цифровые системы АРМ.

4. Пропускная и провозная способность как основа управленческих решений

Возможности диспетчера ограничены технической оснащённостью участка. Наличная пропускная способность — максимальное число поездов (пар поездов), которое может быть пропущено по участку за единицу времени в зависимости от его технической оснащённости и принятого способа организации движения. Потребная пропускная способность — число поездов (пар поездов), которое необходимо пропустить для освоения запланированных перевозок пассажиров, грузов и порожних вагонов с учётом внутригодовой и внутримесячной неравномерности.

Для двухпутных линий, оборудованных автоблокировкой, наличную пропускную способность определяют через расчётный межпоездной интервал:

N_нал = (1440 − t_техн) × α_н / I_р,

где 1440 — число минут в сутках; t_техн — бюджет времени на содержание и ремонт инфраструктуры (технологическое «окно»), мин; I_р — расчётный межпоездной интервал, мин; α_н — коэффициент надёжности работы инфраструктуры и подвижного состава, принимаемый равным 0,95.

Расчётный межпоездной интервал зависит от длин блок-участков, средней скорости следования поездов по блок-участкам и времени восприятия машинистом смены показания светофора, которое принимается равным 0,05 мин. В расчётах используют типовые значения: длина блок-участка l_бл = 1200 м, расстояние от входного сигнала до предельного столбика l_вх = 450 м.

При непараллельном графике часть пропускной способности «съёмлется» пассажирскими, ускоренными и сборными поездами. Коэффициент съёма пропускной способности — отношение времени съёма, связанного с пропуском одного поезда (или пары поездов) определённой категории, к времени занятия перегона грузовым поездом (парой поездов) установленных массы и длины. Время съёма — часть времени суток, которая из-за следования поездов определённой категории не может быть использована для пропуска грузовых поездов.

Пропускная способность участка определяется по ограничивающему перегону — перегону, время занятия которого поездом (парой поездов) максимально. Провозная способность — возможные размеры грузовых перевозок в миллионах тонн, которые могут быть выполнены на линии в течение года.

5. Эксплуатационные показатели использования вагонов

Оборот вагона — время от конца погрузки вагона до конца его следующей погрузки; измеряется в сутках. Это интегральный показатель, в котором суммируются все элементы перевозочного процесса:

θ = l / (v_уч × 24) + (l / L_тех) × t_тех / 24 + k_м × t_гр / 24,

где l — полный рейс вагона, км; v_уч — участковая скорость, км/ч; L_тех — вагонное плечо, то есть среднее расстояние между техническими станциями, км; t_тех — средний простой вагона на одной технической станции, ч; k_м — коэффициент местной работы, показывающий число грузовых операций, приходящихся на единицу работы; t_гр — средний простой вагона под одной грузовой операцией, ч. Первое слагаемое — время в движении, второе — время на технических станциях, третье — время под грузовыми операциями.

Простой вагона — время нахождения вагона в нерабочем состоянии на станции. Различают простой на технических станциях (обработка транзитных вагонов, перестановка в другие поезда) и простой под грузовыми операциями (погрузка, выгрузка, оформление документов, подача и уборка вагонов). Простой местного вагона складывается из времени от прибытия до подачи под грузовую операцию, времени под грузовой операцией и времени от окончания операции до отправления.

С оборотом вагона напрямую связан рабочий парк вагонов — число вагонов, необходимое для выполнения заданной суточной работы: n = θ × U, где θ — оборот вагона в сутках, U — среднесуточная погрузка (работа) в вагонах. Эквивалентная запись через оборот в часах: n = θ_ч × U / 24.

Среднесуточная погрузка U = ∑P / T — отношение общего числа загруженных вагонов за период к числу суток этого периода. Она задаёт объём работы и вместе с оборотом вагона определяет потребный рабочий парк.

Статическая нагрузка вагона P_ст = ∑P / n_погр — масса груза, приходящаяся на один загруженный вагон, т/вагон. Динамическая нагрузка вагона P_дин = ∑pl / ∑nS — масса груза, приходящаяся на один вагоно-километр, т/вагоно-км; она учитывает и гружёный, и порожний пробег вагона.

Производительность вагона W = ∑pl / n_раб — грузооборот, приходящийся на один вагон рабочего парка в сутки, ткм/вагон-сут. Её удобно рассчитывать через динамическую нагрузку и среднесуточный пробег вагона: W = P_дин × S_в.

6. Показатели использования локомотивов и скорости движения поездов

Скорости движения поездов различают по составу учитываемого времени:

техническая скорость v_тех — средняя скорость движения поездов по участку с учётом дополнительного времени на разгон и замедление, но без учёта стоянок на промежуточных станциях;
участковая скорость v_уч — скорость движения поезда по участку с учётом стоянок на промежуточных станциях;
маршрутная скорость v_мар — средняя скорость движения поезда на направлении от начального до конечного пункта следования с учётом всех стоянок на раздельных пунктах.

Всегда v_уч ≤ v_тех, а v_мар ≤ v_уч. Отношение v_уч / v_тех называют коэффициентом участковой скорости. По данным исследований на сети ОАО «РЖД» реально достигнутая техническая скорость грузовых поездов составляет 50–55 км/ч, а участковая скорость на грузонапряжённых участках — около 49 км/ч.

Показатели использования локомотивов:

среднесуточный пробег локомотива S_л — общий пробег локомотивов эксплуатируемого парка, отнесённый к числу локомотивов и числу суток;
производительность локомотива W_л = ∑pl_бр / M — тонно-километры брутто, приходящиеся на один локомотив эксплуатируемого парка в сутки; расчётная форма W_л = Q_бр × S_л, где Q_бр — средняя масса поезда брутто, т;
средняя масса поезда — важнейший качественный показатель графика движения, прямо влияющий на провозную способность линии и себестоимость перевозок.

Показатели графика движения делят на количественные и качественные. Количественные — число грузовых и пассажирских поездов, нанесённых на график, а также размеры погрузки и выгрузки, которые могут быть освоены при данном графике. Качественные — техническая, участковая и маршрутная скорости (отдельно для грузовых и пассажирских поездов), коэффициент скорости, среднесуточный пробег локомотивов, средние простои транзитных поездов и локомотивов на участковых станциях, средняя масса поезда.

Вглубь Вглубь: как диспетчер принимает решение при сбое. Коэффициент конфликтной ситуации

В реальной оперативной обстановке ДНЦ приходится решать конфликтные ситуации, когда позади идущий поезд догоняет впереди идущий. Разрыв между поездами при трёхзначной автоблокировке должен составлять не менее трёх блок-участков. Исследования времён хода поездов по перегонам, выполненные ещё в 1960-е годы, показали, что отклонения времён хода от математического ожидания распределены по нормальному закону: наибольшее отклонение достигало 18 %, а среднеквадратичное отклонение находилось в пределах 6–7 %. Долгое время эти результаты не имели практического применения — не было технических средств для их использования в реальном времени.

Современный подход опирается на фактические времена хода поездов по блок-участкам. Если скорость позади идущего поезда V₂ больше скорости впереди идущего V₁, конфликтная ситуация не возникнет при выполнении неравенства:

S₁ / V₁ ≤ (S₂ − (S₁ + L_п1 + 3l_бл)) / (V₂ − V₁),

где S₁ и S₂ — расстояния от головы соответственно впереди и позади идущего поезда до ближайшей станции, ограничивающей перегон в попутном направлении; L_п1 — длина впереди идущего поезда; l_бл — длина блок-участка. Отношение левой части неравенства к правой получило название коэффициента конфликтной ситуации; при значении меньше единицы неравенство выполняется и конфликта нет, при значении единица и выше требуется вмешательство диспетчера, причём с ростом коэффициента вероятность и острота конфликта увеличиваются.

Числовой пример. Впереди идущий поезд находится в 20 км от станции и идёт со скоростью 50 км/ч, позади идущий — в 45 км со скоростью 80 км/ч; длина впереди идущего поезда 1,0 км, длина блок-участка 1,2 км. Левая часть: 20 / 50 = 0,4 ч. Правая часть: (45 − (20 + 1,0 + 3,6)) / (80 − 50) = 20,4 / 30 = 0,68 ч. Коэффициент конфликтной ситуации 0,4 / 0,68 = 0,59 — меньше единицы, сближение до трёх блок-участков не произойдёт и вмешательство не требуется. Если бы позади идущий поезд шёл со скоростью 100 км/ч, правая часть составила бы 20,4 / 50 = 0,41 ч, коэффициент стал бы равным 0,98, то есть ситуация приблизилась бы к опасной границе.

При нарушении неравенства ДНЦ применяет один из приёмов диспетчерского регулирования: ускорение хода поезда за счёт увеличения силы тяги; регулировку выпуска поездов с минимальным интервалом; сокращение станционных интервалов; изменение пункта обгона; уплотнение пакета поездов. Выбор приёма оценивают по минимальному отклонению от нормативного графика. Именно такую методику предполагается встроить в цифровые системы АРМ поездного диспетчера, чтобы решение принималось не только на основе интуиции и опыта.

Вглубь Вглубь: оборот вагона — из чего складывается и как им управляют

Разберём оборот вагона по элементам на числовом примере. Пусть полный рейс вагона l = 800 км, участковая скорость v_уч = 50 км/ч, вагонное плечо L_тех = 200 км, простой на технической станции t_тех = 6 ч, коэффициент местной работы k_м = 1,2, простой под одной грузовой операцией t_гр = 20 ч.

время в движении: 800 / (50 × 24) = 0,667 сут;
время на технических станциях: (800 / 200) × 6 / 24 = 1,0 сут;
время под грузовыми операциями: 1,2 × 20 / 24 = 1,0 сут;
оборот вагона: 0,667 + 1,0 + 1,0 = 2,67 сут.

Обратите внимание на структуру: собственно движение занимает лишь четверть оборота, а три четверти времени вагон стоит — на технических станциях и под грузовыми операциями. Именно поэтому ускорение оборота достигается в первую очередь сокращением простоев, а не повышением скорости.

Что даёт сокращение простоя на технической станции с 6 до 4 ч? Второе слагаемое уменьшается с 1,0 до 0,667 сут, и оборот становится равным 2,33 сут, то есть сокращается на 12,5 %. При среднесуточной погрузке U = 3000 вагонов рабочий парк уменьшается с n = 2,67 × 3000 = 8000 вагонов до n = 2,33 × 3000 = 7000 вагонов: высвобождается 1000 вагонов без всяких капитальных вложений в новый подвижной состав. Это и есть экономический смысл борьбы за каждую десятую долю суток оборота.

Типовая ошибка. Оборот вагона отсчитывается от конца погрузки вагона до конца его следующей погрузки. Формулировка, связывающая оборот с началом погрузки и началом выгрузки, описывает не оборот, а время доставки груза; неверно и вести отсчёт от начала грузовых операций — границами цикла служат моменты их окончания.

Вглубь Вглубь: статическая и динамическая нагрузка — почему их нельзя путать

Два показателя нагрузки вагона отличаются тем, на какой пробег относится масса груза.

Статическая нагрузка P_ст характеризует использование грузоподъёмности вагона в момент погрузки: это отношение массы погруженного груза к числу загруженных вагонов. Она зависит от рода груза, типа вагона, применения уплотнённой загрузки и рационального подбора грузов. Единица измерения — тонны на вагон.

Динамическая нагрузка P_дин характеризует использование вагона на всём пути следования: это отношение грузооборота к общему пробегу вагонов (гружёному и порожнему). Единица измерения — тонны на вагоно-километр. Связь между показателями выражается через долю гружёного пробега:

P_дин = P_ст × ∑nS_гр / ∑nS_общ.

Пример. Если средняя статическая нагрузка P_ст = 60 т на вагон, а порожний пробег составляет 70 % гружёного, то доля гружёного пробега равна 1 / 1,7 = 0,588, а динамическая нагрузка составит 60 × 0,588 = 35,3 т/вагоно-км. Разница почти двукратная: часть пути вагон следует порожним, и на этих километрах он не перевозит груз.

Почему это важно для эксплуатационной работы? Статическая нагрузка показывает резервы погрузки, а динамическая — реальную эффективность использования вагона на сети. На динамическую нагрузку влияет не только погрузка, но и организация вагонопотоков: сокращение порожних пробегов за счёт рациональной регулировки парков, подбор грузов для обратной загрузки, маршрутизация.

Типовые ошибки. Первая — считать динамическую нагрузку по гружёному пробегу; тогда она совпадёт со статической и потеряет смысл. Вторая — путать размерности: статическая нагрузка измеряется в тоннах на вагон, динамическая — в тоннах на вагоно-километр. Третья — подставлять статическую нагрузку вместо динамической в формулу производительности вагона.

Вглубь Вглубь: почему рост пакетности снижает участковую скорость

Пропускная способность и участковая скорость связаны обратной зависимостью, и диспетчер обязан находить компромисс.

Сокращение интервала между поездами в пакете даёт быстрый прирост наличной пропускной способности. По расчётным данным, при уменьшении интервала с 10 до 8 мин пропускная способность возрастает с 124 до 152 поездов (на 22 %), а при уменьшении до 6 мин — до 193 поездов (на 56 %). Однако тот же манёвр требует более напряжённого графика и чаще вызывает снижение скоростей.

Применение частично-пакетного графика даёт следующие соотношения: при коэффициенте пакетности 0,3 пропускная способность увеличивается на 10–15 % при снижении участковой скорости на 3–7 %; при 0,5 — соответственно на 15–20 % и 7–10 %; при 0,7 — на 25–35 % и 12–18 %; при 1,0 (полностью пакетный график) — на 35–50 % при снижении участковой скорости на 20–25 %.

Механизм явления. Пакетная прокладка означает, что поезда идут группами с минимальными интервалами, а затем следует «окно» для поездов других категорий. Поезда в пакете вынуждены следовать с одинаковой скоростью лидера, чаще останавливаться для обгона и скрещения, терять время на разгон и замедление. В результате время занятия перегона уменьшается, а время хода по участку растёт — пропускная способность повышается, участковая скорость падает.

Тот же компромисс действует и при повышении массы поезда. Пропуск поездов повышенной массы и длины увеличивает провозную способность без пропуска дополнительных поездов: грузовой поезд повышенного веса — это поезд массой более 6 тыс. т с одним или несколькими действующими локомотивами в голове, в голове и хвосте либо в голове и последней трети состава; поезд повышенной длины — поезд длиной 350 осей и более; тяжеловесный — поезд, масса которого на 100 т и более превышает установленную графиком весовую норму; соединённый — состав из двух и более сцепленных грузовых поездов с действующими локомотивами в голове каждого. Но каждый такой поезд занимает перегон дольше, поэтому диспетчер должен оценивать, что важнее в конкретной обстановке — число ниток или масса поезда.

Пример Пример расчёта оборота вагона, рабочего парка и производительности вагона

Условие. Полный рейс вагона l = 800 км; участковая скорость v_уч = 50 км/ч; вагонное плечо L_тех = 200 км; простой на технической станции t_тех = 6 ч; коэффициент местной работы k_м = 1,2; простой под грузовой операцией t_гр = 20 ч; среднесуточная погрузка U = 3000 вагонов; динамическая нагрузка P_дин = 35 т/вагоно-км; среднесуточный пробег вагона S_в = 250 км/сут.

1. Время в движении: 800 / (50 × 24) = 0,667 сут.

2. Время на технических станциях: (800 / 200) × 6 / 24 = 1,0 сут.

3. Время под грузовыми операциями: 1,2 × 20 / 24 = 1,0 сут.

4. Оборот вагона: θ = 0,667 + 1,0 + 1,0 = 2,67 сут.

5. Рабочий парк: n = θ × U = 2,67 × 3000 = 8010 вагонов (принимаем 8000 вагонов).

6. Производительность вагона: W = P_дин × S_в = 35 × 250 = 8750 ткм на вагон в сутки.

7. Проверка через грузооборот: суточный грузооборот, осваиваемый рабочим парком, равен 8000 × 8750 = 70 млн ткм; при рейсе 800 км это соответствует 87,5 тыс. т груза в сутки.

Вывод. Резервы ускорения оборота лежат главным образом в сокращении простоев: примерно три четверти оборота — это время на технических станциях и под грузовыми операциями. Сокращение простоя на технической станции всего на 2 ч уменьшает оборот на 0,33 сут и высвобождает около 1000 вагонов рабочего парка.

Пример Пример расчёта участковой и технической скорости

Условие. Поезд проходит участок длиной 200 км за 4 ч 00 мин, из которых 40 мин занимают стоянки на промежуточных станциях.

1. Участковая скорость учитывает всё время следования по участку, включая стоянки: v_уч = 200 / 4,0 = 50,0 км/ч.

2. Время в движении: 4 ч 00 мин − 40 мин = 3 ч 20 мин = 3,333 ч.

3. Техническая скорость учитывает только время в движении с учётом разгонов и замедлений: v_тех = 200 / 3,333 = 60,0 км/ч.

4. Коэффициент участковой скорости: β = 50,0 / 60,0 = 0,833.

5. Что изменится при сокращении стоянок до 20 мин? Время в движении останется прежним, а общее время следования сократится до 3 ч 40 мин; участковая скорость вырастет до 200 / 3,667 = 54,5 км/ч, а коэффициент участковой скорости — до 0,909. Техническая скорость при этом не изменится, поскольку она не зависит от продолжительности стоянок.

Вывод. Техническая скорость характеризует тяговые и путевые возможности участка, участковая — качество организации движения. Рост участковой скорости достигается сокращением числа и продолжительности остановок, а рост технической скорости — повышением ходовых скоростей, усилением тяги и улучшением плана и профиля пути.

Нормативы Нормативная база темы

Федеральные законы: «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» от 10.01.2003 № 17-ФЗ; «Устав железнодорожного транспорта Российской Федерации» от 10.01.2003 № 18-ФЗ — статья 2 Устава определяет понятие инфраструктуры, включая систему управления движением.

Основные руководящие документы: Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ), утверждённые приказом Минтранса России от 23.06.2022 № 250; Инструкция по сигнализации (ИСИ); Инструкция по движению поездов и маневровой работе (ИДП) — приложение № 2 к ПТЭ; Положение о дисциплине работников железнодорожного транспорта Российской Федерации.

Расчётные документы: Инструкция по расчёту наличной пропускной и провозной способности железных дорог ОАО «РЖД», утверждённая распоряжением ОАО «РЖД» от 04.03.2022 № 128; график движения поездов как основной нормативно-технологический документ.

Организация перевозочного процесса: Сквозной процесс доставки грузов и порожних вагонов, утверждённый ОАО «РЖД» 28.02.2020 № 274; Временная методика расчёта прогнозной модели доставки грузовых отправок, утверждённая распоряжением ОАО «РЖД» от 05.08.2022 № 2042/р.

Перспективные документы: Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года (распоряжение Правительства РФ от 27.11.2021 № 3363-р).

Задание Домашнее задание

Вопросы для самопроверки.

Какие уровни включает система управления движением поездов и кто относится к линейному уровню?
Что такое диспетчерский круг, какова его протяжённость и число станций?
Что показывает коэффициент съёма пропускной способности и чем время съёма отличается от самого коэффициента?
Чем статическая нагрузка вагона отличается от динамической и по каким формулам они определяются?

Задача. Полный рейс вагона l = 1200 км, участковая скорость v_уч = 48 км/ч, вагонное плечо L_тех = 240 км, средний простой на одной технической станции t_тех = 5 ч, коэффициент местной работы k_м = 1,1, простой под одной грузовой операцией t_гр = 18 ч, среднесуточная погрузка U = 2400 вагонов. Определите оборот вагона в сутках и рабочий парк вагонов. Дополнительно оцените, сколько вагонов высвободится, если простой на технической станции сократить на 1 ч.

Ответ: θ = 1200 / (48 · 24) + (1200 / 240) · 5 / 24 + 1,1 · 18 / 24 = 1,042 + 1,042 + 0,825 = 2,91 сут; n = 2,91 · 2400 ≈ 6980 вагонов; при t_тех = 4 ч оборот падает на 5 · 1 / 24 = 0,208 сут, что высвобождает около 500 вагонов.

Письменное задание.

Составьте маркированным списком перечень диспетчерских приёмов регулирования движения (ускорение хода, регулировка выпуска поездов, сокращение станционных интервалов, изменение пунктов обгона, уплотнение пакетов, отправление поездов вслед) и для каждого укажите, на какой показатель он действует — участковую скорость, пропускную способность или оборот вагона. Отдельным пунктом перечислите условия, при которых отправление поездов вслед запрещается.

Литература к теме.

Инструкция по расчёту наличной пропускной и провозной способности железных дорог ОАО «РЖД» (распоряжение ОАО «РЖД» от 04.03.2022 № 128).
Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (приказ Минтранса России от 23.06.2022 № 250).
Грошев Г.М., Кудрявцев В.А., Платонов Г.А., Чернюгов А.Д. Пособие поездному диспетчеру и дежурному по отделению. — М.: Транспорт, 1992.
Ефименко Ю.И. Железные дороги. Общий курс: учебник. — СПб., 2013.
Федеральный закон от 10.01.2003 № 17-ФЗ «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации»

Термины Термины лекции

Управление движением поездов: Оперативное руководство продвижением поездов на участках и станциях, обеспечивающее выполнение графика движения и безопасность перевозок; осуществляется сменно-дежурным диспетчерским аппаратом.
Поездной диспетчер (ДНЦ): Оперативный руководитель движения поездов в пределах диспетчерского круга; отвечает за выполнение графика, применение диспетчерских приёмов и безопасность движения.
Диспетчерский круг: Участок железной дороги, обслуживаемый одним поездным диспетчером; протяжённость достигает 250 км и более при числе станций до 25–30; границами служат сортировочные и участковые станции.
Диспетчерская централизация (ДЦ): Система телемеханического централизованного управления и контроля объектами диспетчерского участка на основе объединения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики станций и перегонов.
Автоматизированное рабочее место (АРМ): Комплекс технических средств и программного обеспечения рабочего места оперативного работника: отображает поездное положение, ведёт график исполненной работы, фиксирует приказы, предупреждает о конфликтах.
ГИД «Урал-ВНИИЖТ»: Информационно-управляющая система, применяемая в ОАО «РЖД» для автоматизации труда поездного диспетчера и диспетчерского аппарата; работает совместно с АСОУП.
Наличная пропускная способность: Максимальное число поездов (пар поездов), которое может быть пропущено по участку за единицу времени в зависимости от технической оснащённости и принятого способа организации движения; для двухпутной линии N = (1440 − t техн) × αн / I р.
Потребная пропускная способность: Число поездов (пар поездов), необходимое для освоения запланированных перевозок пассажиров, грузов и порожних вагонов с учётом внутригодовой и внутримесячной неравномерности.
Коэффициент съёма пропускной способности: Отношение времени съёма, связанного с пропуском одного поезда (пары поездов) определённой категории, к времени занятия перегона грузовым поездом установленных массы и длины.
Техническая скорость: Средняя скорость движения поездов по участку с учётом дополнительного времени на разгон и замедление, но без учёта стоянок на промежуточных станциях, км/ч.
Участковая скорость: Скорость движения по участку с учётом стоянок на промежуточных станциях, км/ч; всегда меньше или равна технической скорости.
Маршрутная скорость: Средняя скорость движения поезда на направлении от начального до конечного пункта следования с учётом всех стоянок на раздельных пунктах, км/ч.
Коэффициент участковой скорости: Отношение участковой скорости к технической; показывает, какая доля времени следования по участку приходится на движение.
Оборот вагона: Время от конца погрузки вагона до конца его следующей погрузки, сут; складывается из времени в движении, времени на технических станциях и времени под грузовыми операциями.
Простой вагона: Время нахождения вагона на станции под техническими операциями (обработка транзитного вагона) или под грузовыми операциями (погрузка, выгрузка, подача и уборка).
Рабочий парк вагонов: Число вагонов, необходимое для выполнения заданной суточной работы; определяется как n = θ × U, где θ — оборот вагона в сутках, U — среднесуточная погрузка в вагонах.
Среднесуточная погрузка: Среднее число загруженных вагонов в сутки за отчётный период; определяется делением общего числа загруженных вагонов на число суток периода.
Статическая нагрузка вагона: Масса груза, приходящаяся на один загруженный вагон, т/вагон; характеризует использование грузоподъёмности вагона в момент погрузки.
Динамическая нагрузка вагона: Масса груза, приходящаяся на один вагоно-километр общего пробега (гружёного и порожнего), т/вагоно-км; P дин = P ст × отношение гружёного пробега к общему.
Производительность вагона: Грузооборот, приходящийся на один вагон рабочего парка в сутки, ткм/вагон-сут; расчётная форма W = P дин × S в, где S в — среднесуточный пробег вагона.

Нормативы Нормативные документы

Федеральный закон от 10.01.2003 № 17-ФЗ «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации»
Федеральный закон от 10.01.2003 № 18-ФЗ «Устав железнодорожного транспорта Российской Федерации» (статья 2 — понятие инфраструктуры, включая систему управления движением)
Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (приказ Минтранса России от 23.06.2022 № 250)
Инструкция по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации (ИСИ)
Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации (приложение № 2 к ПТЭ)
Инструкция по расчёту наличной пропускной и провозной способности железных дорог ОАО «РЖД» (распоряжение ОАО «РЖД» от 04.03.2022 № 128)
Сквозной процесс доставки грузов и порожних вагонов (утверждён ОАО «РЖД» 28.02.2020 № 274)
Временная методика расчёта прогнозной модели доставки грузовых отправок по инфраструктуре ОАО «РЖД» (распоряжение ОАО «РЖД» от 05.08.2022 № 2042/р)
Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года (распоряжение Правительства РФ от 27.11.2021 № 3363-р)

Источники лекции (12)

лекции/ОКЖД л 8 организация движения.pptx
лекции/ОКЖД Пропускная способность.pptx
лекции/тема№8Общ.свед. об орг-ции движ-я-2012г..ppt
лекции/ОКЖД л 4 Автоматика и Телемезаника.ppt (раздел «Диспетчерская централизация»)
черновики/Лекция 13 (27.11.2020 - УПТ-003, УПК-004, УПТ-008).pdf
материалы/Марченко М.А., Покровская О.Д. Разработка методики помощи принятия решения поездному диспетчеру (Кочневские чтения-2023)
материалы/Марченко М.А. Математическая модель и способ расчёта пропускной способности (Известия ПГУПС, 2023/1)
материалы/Эсаулов ГДП 2022.pdf (данные о фактической участковой скорости)
материалы/Давыдов Б.И. Диссертация д.т.н. 2022.pdf (данные о технической скорости грузовых поездов)
Грошев Г.М., Кудрявцев В.А., Платонов Г.А., Чернюгов А.Д. Пособие поездному диспетчеру и дежурному по отделению. — М.: Транспорт, 1992 (извлечённый текст в папке отсутствует)
Ефименко Ю.И. Железные дороги. Общий курс: учебник. — СПб., 2013
Поиск в интернете не выполнялся: сервис web_search в сессии недоступен (ошибка авторизации API), поэтому все числа и нормы приведены по материалам папки и действующим нормативным документам, указанным в лекции