CC BY
32
УДК 625.113 : 656.222.1
М. Б. КУРГАН, Н. П. ХМЕЛЕВСЬКА (ДПТ), Б. I. ТОРОПОВ (Ктвдапротранс)
ПЕРЕДУМОВИ ВПРОВАДЖЕННЯ ПРИСКОРЕНОГО РУХУ ПО1ЗД1В НА НАПРЯМКУ КУМИ-ДН1ПРОПЕТРОВСЬК
На основ1 пор1вняння варшнтпв за тягово-енергетичними показниками визначено передумови впрова-дження прискореного руху електропо!зд1в Hyndai Rotem.
Ключовi слова: обмеження швидкосп, бар'ерт мкця, перебудова плану, час руху, витрати електроенерги
1. Iсторiя питання
Укрзатзниця розробила Концепщю впрова-дження швидюсного пасажирського руху, що дасть можливють м1н1м1зувати витрати на па-сажирсью перевезення [1]. Серед визначальних напрямюв, за якими плануеться впроваджен-ня прискореного й швидюсного руху Кшв-Харюв (533 км), Кшв-Льв1в (627 км), Кшв-
Донецьк (743 км), Кшв-Дншропетровськ (603 км), Кшв-Одеса (654 км), Кшв-С1мферополь (1064 км) [1, 2].
На напрямку швидюсного руху Полтава-Дншропетровськ з метою лшвщацп кутового за!зду на станщю Красноград (з1 змшою локомотива) передбачаеться бущвництво обходу вузла Красноград [2] (рис. 1).
' ВЕРХ1ВЦЕВЕ
Рис. 1. Напрямки швидк1сного руху пасажирських по!зд1в
Подальша модершзащя юнуючо! мереж1 на д1лянц1 Куми-Дшпропетровськ передбачае на-ближення И техшчного стану до сучасних вимог.
2. Характеристика дiлянки Куми-Дшпропетровськ
Складовими напрямку Куми-Дшпропет-ровськ е одноколшна з тепловозною тягою i двоколшна електрифiкована дiлянка Новомос-ковськ - Дншропетровськ.
На першiй дшянщ вантажонапруженiсть 1,7 млн ткм/км брутто на рш, на другiй дшянщ - вантажонапружешсть 12/36 млн. ткм/км брут-
то вщповщно по непарнш i парнiй колiях.
За обрисом поздовжнш профiль представляе собою одномаштний спуск вiд ст. Куми до ст. Зачепилiвка, потiм поступовий шдйом до ст. Губиниха i дат спуск до ст. Новомосковськ. Вщ Новомосковська до Дшпропетровська видь ляеться дiлянка з пiдйомом вiд Самарiвки до Ни-жньоднiпровськ-Вузла з послщуючим спуском. Керiвний ухил у непарному напрямку складае 7 %о, у парному - 8 %о, незважаючи на те, що на окремих дiлянках зустрiчаються i бiльш круп, але коротю за довжиною ухили. Узагальнена характеристика поздовжнього профiлю наведена в табл. 1, а плану лши - в табл. 2.
© М. Б. Курган, Н. П. Хмелевська, Б. I. Торопов, 2012
Характеристика поздовжнього профшю
Ддлянка Протяжшсть елеменпв проф1лю, %, з ухилами, %о
0...2 2...4 4...6 6...8 8...10 > 10
1. Куми-Новомосковськ 43,2 13,9 16,7 21,6 1,9 2,7
2. Новомосковськ - Дшпропетровськ 58,4 25,1 11,5 3,1 1,3 0,6
Таблиця 2
Основш показники плану лшп на дшянщ Куми-Новомосковськ-Днiпропетровськ
Питома частка кривих, % Мшмальний рад1ус, м
Ддлянка Ввдстань, км Рад1усом, м
всього до 800 до 1200 до 1600
Куми-Новомосковськ 96,2 31,5 12,4 22,1 27,5 610
Новомосковськ- 31,2 25,8 14,4 19,7 23,6 360
Дншропетровськ
Проведений для порiвняння аналiз всього напрямку Куми-Дшпропетровськ показав, що за крутизною ухктв бiльш складною е дiлянка Куми-Новомосковськ, що з переходом на елек-тричну тягу [3] й потужному рухомому склад позначаеться не так суттево , як вплив плану лшп. За параметрами плану бшьш складною е д^нка Новомосковськ-Днiпропетровськ, що е бiльш впливовим фактором при впровадженш прискореного руху.
3. Допуетим1 швидк0ст1 руху П013д1в
На напрямках, що готуються для впрова-дження прискореного й швидюсного руху по!з-дiв, особливо гостро стоггь питання шдвищен-ня швидкосп за рахунок усунення обмежень
швидкост при проведеннi ремонтних робiт. Так, на напрямку Куми-Дншропетровськ юну-ючi швидкостi на рiвнi 40 км/год обмежуються на станцiях Бузiвка, Перещепине, Кiльчень, Гу-биниха, Новомосковськ [4], що приводить до втрат за рахунок збшьшення:
- роботи гальмiвних сил на дшянщ гальму-вання;
- мехашчно! роботи сили тяги локомотива на дшянщ розгону;
- часу руху по!зда за наявностi бар'ерного мюця.
Приклад криво! швидкостi за наявносп об-меження швидкостi руху по станщям Бузiвка й Перещепине наведено на рис. 2.
Зачепилшка / 1 1еоещ л епине
( ) / г Г) ✓— V )
% / Г 1 ^
/ 1 ; / 1 * 1 я 1 н
^---—
ЯЯ^ Л 3 к Э Ч к Я ЗЦЦЯЦЗЧЦЗчСйЗч Я зд г г г 8 § г в Й З Е г гггг гзв за ьь - Й Й иг ЭД % & ¡3
V ¡¿х > уукя ^х ^о мв^у: 5 /й«'^ ^гдй^ у^зх? 5 у^гт&х.! ^^
« П V 17 Я »Р ги П » П » ;г п » п^
"Т"ЧЛП1Г 9 < » ?0 Рис. 2. Крив и 11 и и и '> <1 5 110 11 а швидкосп руху при ная1 и ^ и 1У Ф <> 120 125 шосл обмеження по станщях
4. Методика дослщження
Для проведення наступного ан^зу й при-йняття ршень щодо доцiльностi зняття тих чи шших обмежень швидкостi були виконаш тя-говi розрахунки для юнуючого й перспективного технiчного стану дшянки Куми-Новомосковськ-Днiпропетровськ.
Для юнуючого техшчного стану в розраху-нок вводились допустимi швидкостi руху за наказом начальника Придншровсько! затзнищ [4]. Для перспективного технiчного стану дшянки - допустимi швидкосп руху за пропозищ-ями Придншровсько! затзнищ [2] в т.ч. тдви-щення швидкостi руху по станщях Бузiвка, Пе-рещепине, Кiльчень, Губиниха, Новомосковськ до 120 км/год у пасажирському русi (крiм ст. Новомосковськ) i до 80 км/год у вантажному рус за рахунок проведення каттального ремонту коли. В пропозищях [2] передбачено ремонт 17-ти пере!здiв, двох мостiв (км 97+563, км 122+223), замша грунту тша насипу на хворому земляному полотш (км 144+500).
Основш показники мiжрегiонального елект-ропо!зда подвшного живлення для пасажирсь-ких перевезень на залiзницях Укра!ни були прийняп вiдповiдно до технiчного завдання [5], тягова характеристика якого представлена на рис. 3.
Виходячи з аналiзу основних характеристик моторвагонного рухомого складу Hyundai Rotem, можна зробити висновки, що вони вщ-носяться до категорп по!здв з розподiленою тягою, мають хорошi характеристики за динамкою руху, дозволять забезпечити комфортш доставки пасаж^в.
Для виконання варiантних тягових розраху-нкiв в данш роботi використовувалась програ-ма MoveRW [7], яка включае три модуль
За допомогою першого модулю встанов-лювались допустимi швидкостi руху в кривих за методикою, викладеною у Правилах (ЦП-0236) [6]. Модуль дозволяе поеднувати файли обмежень швидкосп в кривих, на роздшьних пунктах, за станом верхньо! будови коли, земляного полотна та ш i за допустиму в експлуа-тацп приймати найменшу.
Другий модуль використовуеться для виконання тягових розрахунюв при рiзних типах локомотивiв, масах рухомого складу i рiвнях допустимих швидкостей.
Третiй модуль дозволяе виводити на екран чи пашр поздовжнiй профшь, план лшп, криву швидкостi руху по!зда з встановленими обме-женнями в кривих для подальшого аналiзу.
Тяговi розрахунки були виконанi для по!зда Hyndai Rotem (табл. 3) для максимально! швидкосп до 160 км/год за умови повного викорис-тання розрахунково! сили тяги з метою най-бiльш повно! реалiзацi! максимально допустимо! швидкосп руху.
Рис. 3. Тягова характеристика Hyndai Rotem
Таблиця 3
Основш характеристики рухомого складу Hyndai Rotem
Ид току Склад Потуж-нють, кВт Максим. швидшсть, км/год Маса брутто, т Довжина по осям авто-зчеплення, м Наванта-женняна вюь, кН/вюь
змшний, 25 кВ, постшний 3 кВ MC1 - T - MB -M - T - M - M - T - MC2 5280 160 530 200,16 180
При виконанш тягових розрахунюв перед-бачались рiзнi варiанти допустимо! швидкосп руху по станщях i перегонах. Для прикладу,
представлено чотири варiанти, характеристики яких наведено в табл. 4.
Характеристика розрахумкових вар1ам|1в
Номер Характеристика вар1анту Встановлен1 швидкосп, км/год
вар1анту по станцшх на перегонах в кривих
1 1снуючий техтчний стан шфраструк-тури зал1знищ 40.. .80 вщповь дно наказу 80...100 вадпо-ввдно наказу за юнуючими параметрами ^сн , 11сы , Кн
2 Проектний техтчний стан шфрастру-ктури зал1знищ без змши плану лшп 80 100.140 за юнуючими параметрами ^.сн , Асн , ^юн
3 Проектний техтчний стан шфрастру-ктури зал1знищ з корегуванням пара-метр1в кривих 80 100.140 за проектними параметрами Япр , ^пр , К
4 Проектний техтчний стан шфрастру-ктури зал1знищ з корегуванням плану лши 1 реконструкщею станцш 120 140.160 за проектними параметрами ^пр , ^пр , К
Розрахунки виконуються в такiй послщов-носп.
1. У програмi RWPlan [7] створюсться файл за параметрами юнуючого плану лшп (рис 4). Вихщт данi можуть прийматись з докладного профшю, паспортiв кривих або карти колieви-мiрювального вагону.
2. Визначаються непогашенi прискорення
анп , швидюсть зростання прискорень у , шви-дкiсть пiдйому колеса по вщводу пiдвищення зовшшньо! рейки ^ та коливання екiпажу 9, виходячи з вимiряних колieвимiрювальним вагоном або шшими засобами. На рис. 5 наведено графш допустимих швидкостей для iснуючого стану плану коли.
Рис. 4. Граф1к кривизни для юнуючого стану
Рис. 5. Графши допустимих швидкостей для юнуючого стану плану: за показниками анп , у , /у , 9
3. Для забезпечення максимально! швидко-ст пасажирських поlздiв i визначення проект-них параметрiв кривих виконуються розрахунки перебудови плану в межах юнуючо! площа-
дки земляного полотна. При розрахунку довгих дшянок, що мютять кривi рiзних напрямкiв i промiжнi прямi, бшьш ефективно попередньо розбити дiлянку на частини, оптимiзувати кож-
ну з цих частин, а по^м завантажити модель 4. Для проектного плану виконуються роз-
плану вше! дшянки i оптимiзувати И. На рис 6 рахунки тдвищень зовшшньо! рейки в кривих i
наведено фрагмент графшв кривизни й зсувiв визначаються допустимi швидкостi пасажирсь-
шсля оптишзацл параметрiв плану. ких та вантажних поlздiв (рис. 7).
Рис. 6. Граф1к кривизни та зсув1в тсля оптим1зацп
Рис. 7. Графж допустимих швидкостей (Уш
V .
тах' тт
вантажних по!зд1в, Утах максимальна пасажирських по!зд1в )
5. За умови проведення модершзаци шфра-
структури залiзницi задаються проектнi швид-костi руху на перегонах (140-160) i станщях (100-120). Обмеження швидкостi руху за планом коли враховуються автоматично в програмi MoveRW при заданих параметрах кривих (с-нуючих чи проектних).
5. Аналiз результатiв розрахунк^в
Результати виконання розрахункiв за вище викладеною методикою наведено в табл. 5.
За результатами розрахункiв побудовано графши змiни часу руху (рис. 8) i витрат елект-роенерги (рис. 9) у непарному й парному на-прямках для розглянутих варiантiв.
1 1
Й 1
х
| 0 й
0 0
1 2 . 3 4
Вар1анти
| □ Непарний □ Парний
Рис. 8. Змша часу руху пасажирського по!зда
Проведений аналiз отриманих результатiв тягових розрахункiв показав, що збiльшення максимально! швидкосп руху по станцiям до
80 км/год i на перегонах до 120-140 км/год (ва-piaHT 3) дае можливiсть скоротити час руху мо-торвагонного рухомого складу Hyundai Rotem
вщ ст. Куми до ст. Дншропетровськ на 27...28 хв. вщносно iснуючого технiчного стану (рис. 10).
Таблиця 5
Тягово-енергетичш показники по BapiaHTaM
Вар1анти Напрям L, км Vmax, км/год Ксер, км/год A, кВт-год Ям, т-км Ят, т-км t, хв
1 непарн 127,971 100 77 919,2 276,38 207,04 100,2
парний 131,029 100 77 1112,9 334,84 160,51 101,8
2 непарн 127,971 140 97 1444,3 436,43 336,01 79,2
парний 131,029 140 98 1702,4 514,64 307,08 80,0
3 непарн 127,971 140 105 1030,4 311,89 194,78 73,0
парний 131,029 140 107 1260,7 381,71 157,21 73,8
4 непарн 127,971 160 119 1786,7 543,05 401,78 64,6
парний 131,029 140 117 1823,1 553,1 316,98 67,3
14.0 13.9
S ъ
при склaдaннi гpaфiкa руху по1здв.
Пiдвищення швидкостi руху на станщях до 120 км/год i перегонах до 160 км/год не е дощ-льним на розглянутш дiлянцi, бо час руху ско-рочуеться вiдносно вapiaнтa 3 несуттево - всьо-го на 7 хв., а витрати електроенергп збшьшу-ються в 1,2-1,6 рази вщносно юнуючого техш-чного стану i в 5-7 paзiв вщносно вapiaнтa 3.
2 3
Вар1анти
□ Непарний □ Парний
Рис. 9. Питом1 витрати електроенергп за напрямками руху
40-^ 35-у 30252015105
у.
35.6 34.5
27.2 28.0
21.8
21 0
5 900
е 800
е 700
\ 600 5 ч i S 500
^ЧЭ 400
3 300 з 200
1 100 р
1 0
525.1
1Ш 147.8
710.2
1-2 1-3 1-4
Гортани i-ro варану вдасно гершло
1-2 1-3 1-4
ГЬр]вняння i-ro гаранту вщносно першого
□ Непарний □ Гарний
Рис. 10. Скорочення часу руху вщносно юнуючого техшчного стану
При цьому усуваються piзкi перепади в piвнях швидкостi по станщях i перегонах, i спостерта-еться вiдносно невелике збiльшення витрат електроенергп - на 111-148 кВт-год (рис. 11). Третш вapiaнт i пропонуеться Пpиднiпpовськiй зaлiзницi
□ Непарний □ ГЪрний
Рис. 11. Зростання витрат електроенергй' вщносно юнуючого техшчного стану
ВИСНОВКИ
1. На основi проведеного дослщження вста-новлено, що на сучасному етaпi виpiшення за-дaчi впровадження прискореного руху потребуе системного пщходу, тобто комплексного вирь шення витань з пiдвищення швидкост руху на стaнцiях Бузiвкa, Перещепине, Кiльчень, Губи-ниха, Новомосковськ з 40 до 80 км/год, удоско-налення плану лшп шляхом корегування пара-метpiв кривих, виконання колшних ремонтних pобiт тощо.
13.0
14
12
10
2-й 8
р4
2
0
0
2. На OCHOBÎ неточних вихщних даних про план лши не можна визначити достовiрнi максимально допустим швидкосп руху, постано-вити колда в правильне геометричне положен-ня пiд час модернiзацiï, або шших видiв ремон-тiв. Встановлено, що для отримання достовiр-них даних необхщна iнструментальна зйомка плану й поздовжнього профiлю.
3. Як показав проведений анатз, бар'eрнi мiсця викликають необхiднiсть зниження швидкостi вiдносно максимального ïï рiвня, що приводить до втрат часу руху, збшьшення витрати електроенерги, величина яких залежить вiд рiвня встановленого обмеження швидкосп, довжини дiлянки та ïï розташування, типу i ма-си рухомого складу.
4. Сучасш комп'ютернi технологи, розроб-ленi на кафедрi проектування i будiвництва до-рiг ДИТу, дозволяють виконувати розрахунки i надавати пропозицiï щодо встановлення оптимального тдвищення в кривих за критерieм мiнiмальноï дiï поперечних сил, визначати про-ектнi параметри плану лши для реатзаци максимально допустимоï швидкостi, що й було ви-користано в представленiй роботi.
5. Результати тягово-енергетичних показни-кiв для нового двохсистемного електропоïзду Hyndai Rotem пiдтверджують можливiсть пiсля електрифiкацiï дшянки Куми-Новомосковськ органiзацiю прискореного руху поïздiв на напрямку Киïв-Полтава-Днiпропетровськ з три-
валiстю поïздки до 5 год.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Концепця державно1 щльово1 програми впрова-дження на зал1зницях швидшсного руху паса-жирських по1зд1в на 2005-2015 роки [Текст]. -К., 2004. - 43 с.
2. Пропозици ДП «Придншровська зал1зниця» по оргашзаци швидшсного руху Кшв-Дшпропет-ровськ. Дшьниця Дшпропетровськ-Новомос-ковськ-Куми [Текст]. - Д., 2011. - 35 с.
3. Перспективи електриф1каци зал1зниць Украши на 2011-2016 рр. Затв. наказом Генерального директора Укрзал1знищ № 274-Ц ввд 10.06.2011.
4. Наказ про встановлення найбшьших швидко-стей руху по1зд1в на Придшпровськш зал1знищ в1д 29.12.2009 р. № 765/Н. - 92 с.
5. Мiжрегiональний електропо1зд подвшного жив-лення для пасажирських перевезень на зал1зни-цях Украши [Текст] : Техшчне завдання A147-TPA-10001, - К., 2010.
6. Правила визначення пвдвищення зовшшньо1 рейки i встановлення допустимих швидкостей в кривих дшянках коли. ЦП/0236 / М. Б. Курган [та ш.] : Затв. : Наказ Укрзал1знищ в1д 14.12.2010 №778-Ц. - К., 2010. - 52 с.
7. Интеллектуальные рельсовые системы. [Електрон. ресурс]. - Режим доступу: http://brailsys.com
Надшшла до редколеги 18.05.2012.
Прийнята до друку 23.05.2012.
Н. Б. КУРГАН, Н. П. ХМЕЛЕВСКАЯ, Б. И. ТОРОПОВ
ПРЕДПОСЫЛКИ ВНЕДРЕНИЯ УСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА НАПРАВЛЕНИИ КУМЫ-ДНЕПРОПЕТРОВСК
На основе сравнения вариантов по тягово-энергетическим показателям определены предпосылки внедрения ускоренного движения электропоездов Hyndai Rotem
Ключевые слова: ограничения скорости, барьерные места, перестройка плана, время движения, расход электроэнергии
M. B. KURGAN, N. P. KHMELEVS'KA, B. I. TOROPOV
BASED ON THE COMPARISON OF OPTIONS FOR TRACTION AND ENERGY DEFINED CONDITIONS ACCELERATED THE INTRODUCTION OF ELECTRIC HYNDAI ROTEM KUMY-DNEPROPETROVSK
In a comparison of options for the golf-defined prerequisites for the introduction of the energy of accelerated motion of electric Hyndai Rotem.
Keywords: speed limit, barrier location, restructuring plan, the move, the cost of electricity
